Sviluppo e validazione di una metodologia progettuale per sistemi di rimozione e trasporto della potenza termica. Realizzazione di una matrice sperimentale ed analisi con RELAP5-3D delle leggi di scala

L’attività svolta presso il Dipartimento Energia del Politecnico di Torino consiste nello studio numerico e sperimentale di un sistema passivo per la rimozione del calore di decadimento che opera in circolazione naturale, ad oggi in una versione a potenza imposta. Il circuito in questione si ispira al sistema DHR2 del reattore di IV generazione raffreddato a piombo ALFRED ed è descritto nel rapporto ADPFISS-LP1-074. Sono state svolte due campagne sperimentali; la prima indirizzata allo studio del circuito in condizioni di circolazione monofase, la seconda in condizioni di circolazione monofase e bifase in presenza di incondensabili. Il comportamento del circuito è stato simulato con il codice di sistema RELAP5-3D. Partendo dai risultati sperimentali e dalle simulazioni numeriche è stata avviato uno studio relativo alla verifica delle leggi di scala per sistemi che operano in circolazione naturale. Il processo di scalatura è stato impostato con l’ausilio di RELAP5-3D, considerando l’impianto realizzato presso il Politecnico di Torino e simulando un impianto in scala maggiore (scaling up) simile all’impianto oggetto della sperimentazione. I risultati preliminari sottolineano la necessità di conoscere completamente i fenomeni di interesse prima di iniziare il processo di scalatura e che non è possibile individuare un approccio generico al sistema ma il processo deve essere riferito al caso specifico di interesse. In particolare il processo di scalatura ed i suoi criteri necessitano di considerazioni finalizzate ad identificare il peso dei fenomeni nell’impianto sperimentale e nell’impianto scalato e quindi i fattori di distorsione delle risposte sia stazionarie che transitorie. Gli approcci di riferimento sono: la metodologia H2TS (Hierarchical, Two-Tiered Scaling) di Zuber sviluppata per la facility APEX, la metodologia di Ishii sviluppata per la facility PUMA e la metodologia power to volume.