Spool piece per la misura di portata di fluido bifase: misura di quantità di moto e di velocità

Lo SPOOL PIECE è un insieme di tre strumenti, il cui utilizzo è previsto nelle linee di rottura dell'impianto SPES-3 per la misura della portata massica di miscele bifase acqua-vapore. Il documento descrive le attività di sviluppo ed approvvigionamento di due dei tre strumenti facenti parte dello SPOOL PIECE: il misuratore di flusso della quantità di moto e il misuratore della velocità media della miscela. Per la misura del flusso della quantità di moto è stato sviluppato presso la SIET un sistema tipo "drag disk" (strumento non reperibile sul mercato), che impiega come elemento sensibile una cella di carico a flessione stagna per applicazioni ad alta temperatura. Prove, volte a verificare l'affidabilità dello strumento ad alte temperature e pressioni, sono state effettuate presso i laboratori SIET ed hanno dimostrato la fattibilità d'impiego di tale strumento. Per la misura della velocità media della miscela non sono disponibili sul mercato strumenti con fondo scala così ampio da poter coprire completamente i campi di velocità della miscela durante i transitori incidentali di SPES3. I misuratori ad ultrasuoni, presi preliminarmente in considerazione in alternativa ai misuratori a turbina, sono risultati essere inadeguati. Tra gli strumenti commerciali, i misuratori vortex sono risultati quelli con il campo di misura più ampio. Per effettuare la misura di velocità media della miscela durante i transitori incidentali in SPES3 è necessario utilizzare un vortex e un venturimetro, disposti rispettivamente a valle e a monte della valvola di rottura. Il vortex si utilizza quando la velocità della miscela risulta essere inferiore a 100 m/s, il venturimetro quando la velocità a valle è troppo alta per essere letta dal vortex e contemporaneamente il flusso a monte della valvola si mantiene monofase. Negli intervalli, in cui non è possibile utilizzare né il vortex a valle né il venturimetro a monte, la portata bifase può essere valutata combinando le misure degli altri due strumenti facenti parte dello SPOOL PIECE.