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Analisi dei circuiti di raffreddamento ad eutettico piombo-bismuto

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Analisi dei circuiti di raffreddamento ad eutettico piombo-bismuto

La lega eutettica piombo-bismuto allo stato liquido è fra i refrigeranti più promettenti per i reattori nucleari (veloci) di IV generazione. L’OECD/NEA ha organizzato una attività internazionale di verifica dei codici di termoidraulica nel caso di leghe al piombo come fluido di processo, a cui partecipano diverse organizzazioni. Il documento riporta le proprietà fisiche e le correlazioni utilizzate nel codice LegoPST, i risultati ottenuti da RSE, le conclusioni tratte dal confronto dei diversi codici.

La lega eutettica piombo-bismuto allo stato liquido è fra i refrigeranti più promettenti per i reattori nucleari (veloci) di IV generazione. L’OECD/NEA ha organizzato una attività internazionale di verifica dei codici di termoidraulica nel caso di leghe al piombo come fluido di processo, a cui partecipano diverse organizzazioni, tra le quali RSE, denominata “benchmark LACANES”.Il “benchmark LACANES” si avvale dei risultati di una serie di prove sperimentali effettuate su un circuito di larga scala, il circuito HELIOS, che NUTRECK (Nuclear Transmutation Energy Research Center of Korea) ha messo a disposizione dei partecipanti. Il circuito HELIOS costituisce un modello in scala per la verifica delle caratteristiche di circolazione naturale del reattore PEACER, un reattore raffreddato con una lega eutettica Pb-Bi liquida, finalizzato alla transmutazione degli elementi transuranici. L’attività del “benchmark” si articola in due fasi: la prima prevede, in “blind condition”, il calcolo delle perdite di pressione del circuito in corrispondenza di due portate di fluido, in circolazione forzata e condizioni isoterme; la seconda fase prevede il calcolo della distribuzione di temperature e della portata in circolazione naturale, che si generano a seguito di una prefissata potenza termica immessa nel circuito. Le attività, svolte nel contesto del “benchmark”, costituiscono una verifica qualificata dell’estensione dell’ambiente di simulazione LegoPST allo studio di circuiti termoidraulici con metalli liquidi come fluido di processo. Nel documento si riportano le proprietà fisiche di riferimento per la lega Pb-Bi e le correlazioni per il calcolo delle perdite di pressione, incluse nella libreria del codice LegoPST, e utilizzate da RSE nella prima fase del “benchmark”. I risultati ottenuti confermano l’affidabilit delcodice LegoPST anche nella simulazione di circuiti a metallo liquido e le conclusioni tratte dal confronto dei diversi codici e condivise dai partecipanti, pur confermando la validità della maggior parte delle correlazioni inserite nei codici, invitano ad una certa cautela nell’uso delle correlazioni suggerite dai manuali nel caso di fluidi diversi da quelli di riferimento o geometrie complesse.

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