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Metodi di analisi di incidenti severi in reattori PWR di III Generazione

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Metodi di analisi di incidenti severi in reattori PWR di III Generazione

Il comportamento termoidraulico di un contenimento di un reattore PWR, in condizioni incidentali gravi è stato studiato con i codici ASTEC, ECART e MELCOR attraverso la partecipazione ad un benchmark europeo.

Nel caso di incidente grave in un impianto nucleare il contenimento rappresenta l”ultima barriera per i rilasci radioattivi, ed è quindi importante avere affidabili strumenti di simulazione per l’analisi termoidraulica, includendo la diffusione e la combustione dell’idrogeno. Un’attendibile modellazione numerica del comportamento del contenimento è uno strumento essenziale sia per valutare il grado di sicurezza degli impianti a fronte di incidenti severi, sia per progettare sistemi atti a prevenire o almeno mitigare le relative conseguenze, come ad esempio i ricombinatori di idrogeno. Nell’ambito del Network europeo SARNET2 (Severe Accident Research Network of Excellence), RSE ha partecipato ad un benchmark riguardante l’analisi del comportamento termoidraulico di uncontenimento di un reattore PWR in condizioni incidentali. Il benchmark fa riferimento ad un contenimento generico, includendo i principali componenti,utilizzabile per la verifica degli attuali modelli e per testarne di nuovi.Al fine di consentire un confronto tra i vari modelli implementati nei diversi codici, sono state fornite specifiche comuni a tutti i partecipanti. I dati di input sono basati sul contenimento di un tipico reattore PWR da 1300MWe. Lo scenario incidentale analizzato è un SB-LOCA (small break – loss of coolant accident) con perdita di raffreddamento secondario e con degrado del nocciolo. L’evoluzione dell’incidente prevede una “invessel phase” e una “ex-vessel phase”. Durante l’incidente sono rilasciati H2, CO e CO2, prodotti dall’ossidazione dei metalli e dall’interazione con il basamento di calcestruzzo. Il benchmark ha coinvolto 14 organizzazioni che hanno realizzato 21 simulazioni utilizzando 9 diversi codici. I risultati sono stati elaborati calcolando un valore medio per ogni variabile analizzata e associandogli una banda di incertezza. RSE ha partecipato al benchmark analizzando lo scenario incidentale con i codici ASTEC, ECART eMELCOR. I risultati ottenuti con i tre codici (pressione, temperature, distribuzione dell’idrogeno) sono in buon accordo con i valori medi calcolati sulla base di tutte le simulazioni. I risultati delle simulazioni mostrano che i tre codici, ASTEC, ECART e MELCOR permettono una corretta descrizione delle fenomenologie che si verificano nel contenimento e che caratterizzano lo scenario incidentale analizzato.

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