Si presenta lo sviluppo del codice di calcolo FEM-LCORE con approccio multiscala e moduli di tipo CFD e CFD per mezzi porosi, secondo geometrie tridimensionali e monodimensionali. Circuito primario di un reattore nucleare, plenum e nocciolo sono rappresentati mediante tre livelli di scala: rispettivamente 1-D per mezzi porosi, tipo CFD 3-D e 3-D per mezzi porosi. Interfacce fra moduli 3D-CFD e 3D-poroso e anche fra 3D-CFD e 1D-poroso risolvono le equazioni 3D e 1D attraverso un unico solutore non lineare accoppiato. Oggetto di studio, con modello multiscala, è il transitorio del reattore sia in convezione naturale che in condizioni nominali. Questo lavoro costituisce un elemento verso un accoppiamento di FEM-LCORE con codici di calcolo 1D più sofisticati, inerenti l’analisi di sistema e la sicurezza nucleare. FEM-LCORE studia l’evoluzione temporale del comportamento di un reattore in caso di danneggiamento o perdita di servizio delle pompe; quando il flusso di refrigerante è dovuto soltanto alla circolazione naturale. La nuova versione considera la solidificazione del refrigerante mediante un modulo che tratta questo aspetto cruciale nell’ambito delle simulazioni per reattori di IV Generazione refrigerati a piombo liquido. Inoltre il modello analizza casi in cui frazioni di piombo solido e liquido sono iniettate nel reattore a causa di eccesso di potenza rimossa agli scambiatori.

Sviluppo codice FEM-LCORE per la simulazione del regime transitorio

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2013-09-23

Abstract

Si presenta lo sviluppo del codice di calcolo FEM-LCORE con approccio multiscala e moduli di tipo CFD e CFD per mezzi porosi, secondo geometrie tridimensionali e monodimensionali. Circuito primario di un reattore nucleare, plenum e nocciolo sono rappresentati mediante tre livelli di scala: rispettivamente 1-D per mezzi porosi, tipo CFD 3-D e 3-D per mezzi porosi. Interfacce fra moduli 3D-CFD e 3D-poroso e anche fra 3D-CFD e 1D-poroso risolvono le equazioni 3D e 1D attraverso un unico solutore non lineare accoppiato. Oggetto di studio, con modello multiscala, è il transitorio del reattore sia in convezione naturale che in condizioni nominali. Questo lavoro costituisce un elemento verso un accoppiamento di FEM-LCORE con codici di calcolo 1D più sofisticati, inerenti l’analisi di sistema e la sicurezza nucleare. FEM-LCORE studia l’evoluzione temporale del comportamento di un reattore in caso di danneggiamento o perdita di servizio delle pompe; quando il flusso di refrigerante è dovuto soltanto alla circolazione naturale. La nuova versione considera la solidificazione del refrigerante mediante un modulo che tratta questo aspetto cruciale nell’ambito delle simulazioni per reattori di IV Generazione refrigerati a piombo liquido. Inoltre il modello analizza casi in cui frazioni di piombo solido e liquido sono iniettate nel reattore a causa di eccesso di potenza rimossa agli scambiatori.
Rapporto tecnico;Termoidraulica dei reattori nucleari;Termoidraulica del nocciolo;Generation IV reactors
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