Tesis:
High power Beam Dump project for the accelerator prototype LIPAC: Cooling design and analysis.
- Autor: PARRO ALBENIZ, Marcos
- Título: High power Beam Dump project for the accelerator prototype LIPAC: Cooling design and analysis.
- Fecha: 2015
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA ENERGETICA
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/34964/
- Director/a 1º: BRAÑAS LASALA, Beatriz
- Director/a 2º: ABANADES VELASCO, Alberto
- Resumen: Como una actividad paralela a ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), el proyecto IFMIF (International Fusion Material Irradiation Facility) se contempla como una de las actividades complementarias para solucionar ciertas barreras tecnoĺogicas. En este caso, el objetivo de IFMIF es proporcionar una instalación de irradiación para cualificar materiales resistentes a condiciones extremas de radiación como las epseradas en los futuros reactores de fusión como DEMO (DEMOnstration Power Plant). IFMIF consiste en dos aceleradores de deuterones de onda constante de 125 mA y 40 MeV, proporcionando una potencia total de 10 MW. Dicha potencia impactará en un blanco de Litio, produciendo un flujo neutrónico de 10¹⁷ neutrons/s, similar al espectro esperado en los reactores de fusión. Dicho flujo neutrónico se emplea para irradiar las diferentes muestras de materiales candidatos para los reactores de fusión. Posteriormente estas muestras serán analizadas para determinar su comportamiento ante la exposición a dicho flujo neutrónico. El primer paso en tan ambicioso proyecto es una fase de ingeniería de validación y diseño llamada IFMIF-EVEDA. Una de las actividades consiste en la construcción y operación de un prototipo de acelerador llamado LIPAc (Linear IFMIF Prototype Accelerator). EL trabajo desarrollado en esta tesis está relacionado con la fase del proyecto de IFMIF-EVEDA. Más concretamente en el "beam dump". Ya que en esta fase de validación no habrá ningún blanco de Litio, es necesario un elemento que atenúe el haz de deuterones de 1.125 MW. Esta tesis se centra en el diseño del circuito de refrigeración del "beam dump", validando los resultados teóricos más relevantes con ensayos experimentales. Fundamentalmente encaminados a determinar el coeficiente de transferencia del calor. Se presentan los perfiles de velocidad, presión y temperatura a lo largo del "beam dump". Un estudio acerca del flujo crítico para ebullición, además de simulaciones 3D con CFX de las zonas críticas del "beam dump" que no pueden simularse mediante el estudio 1D, también se presentan como parte del diseño del circuito de refrigeración. Un completo estudio de corrosión realizado con el código TRACT (TRansport and ACTivation) para diferentes valores de pH también se presenta en la tesis.