Questo rapporto presenta l’attività teorica e sperimentale svolta presso il Dipartimento Energia del Politecnico di Torino per lo studio numerico e sperimentale di un sistema passivo per la rimozione del calore di decadimento che opera in circolazione naturale, che è stato ad oggi progettato e costruito in una versione a potenza imposta. Il circuito in questione si ispira al sistema DHR2 del reattore di IV generazione raffreddato a piombo ALFRED. Il circuito è costituito da uno scambiatore di calore a baionetta (sorgente termica) riscaldato con resistenze elettriche, un condensatore immerso in una piscina (pozzo termico) che simula un sistema Isolation Condenser, e le tubazioni di collegamento. Il sistema è stato progettato e costruito in moduli in modo da poter cambiare singole parti del circuito per studiarne gli effetti. La potenza termica coinvolta è dell’ordine di 1,5 kW. Per progettare l’apparato sperimentale, prevederne il comportamento e fissare i parametri operativi è stato utilizzato il codice termoidraulico RELAP5 3D. Il modello utilizzato è stato affinato per permettere la miglior aderenza possibile al circuito fisico in esame. Sono state svolte numerose simulazioni, i cui risultati principali sono qui sintetizzati, utilizzando RELAP5 3D per analizzare ed ottimizzare il circuito sperimentale realizzato e per confrontarlo con il sistema di riferimento scelto (DHR2). Il circuito sperimentale è stato ultimato e sono state condotte le prime prove a freddo del sistema con il fine di valutare e calibrare le cadute di pressione in monofase nel circuito ed ottimizzare la strumentazione convenzionale. I risultati di queste prove sono riportati ed analizzati nel presente rapporto.

Sviluppo e validazione di una metodologia progettuale per sistemi di rimozione e trasporto della potenza termica

2016-09-20

Abstract

Questo rapporto presenta l’attività teorica e sperimentale svolta presso il Dipartimento Energia del Politecnico di Torino per lo studio numerico e sperimentale di un sistema passivo per la rimozione del calore di decadimento che opera in circolazione naturale, che è stato ad oggi progettato e costruito in una versione a potenza imposta. Il circuito in questione si ispira al sistema DHR2 del reattore di IV generazione raffreddato a piombo ALFRED. Il circuito è costituito da uno scambiatore di calore a baionetta (sorgente termica) riscaldato con resistenze elettriche, un condensatore immerso in una piscina (pozzo termico) che simula un sistema Isolation Condenser, e le tubazioni di collegamento. Il sistema è stato progettato e costruito in moduli in modo da poter cambiare singole parti del circuito per studiarne gli effetti. La potenza termica coinvolta è dell’ordine di 1,5 kW. Per progettare l’apparato sperimentale, prevederne il comportamento e fissare i parametri operativi è stato utilizzato il codice termoidraulico RELAP5 3D. Il modello utilizzato è stato affinato per permettere la miglior aderenza possibile al circuito fisico in esame. Sono state svolte numerose simulazioni, i cui risultati principali sono qui sintetizzati, utilizzando RELAP5 3D per analizzare ed ottimizzare il circuito sperimentale realizzato e per confrontarlo con il sistema di riferimento scelto (DHR2). Il circuito sperimentale è stato ultimato e sono state condotte le prime prove a freddo del sistema con il fine di valutare e calibrare le cadute di pressione in monofase nel circuito ed ottimizzare la strumentazione convenzionale. I risultati di queste prove sono riportati ed analizzati nel presente rapporto.
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