SIET-ENEA-CIRTEN meeting April 17, 2009 64

Verbale di riunione 17-4-2009 SIET

Presenti: B. Panella, M.E. Ricotti, G. Vella, A. Mosetto, D. Papini (CIRTEN) P. Meloni (ENEA)

G. Cattadori, R. Ferri, A. Achilli (part time) (SIET)

Oggetto della riunione: possibili applicazioni di codici T/H NRC al programma sperimentale SPES3 e attività su strumentazione speciale nell’ambito dell’A.d.P.

Inizialmente viene descritto lo stato del progetto dell’impianto sperimentale SPES3: progetto esecutivo dei circuiti secondari e del contenimento completato; progetto preliminare del canale centrale (RV) disponibile; SIET responsabile del progetto esecutivo del RV e Mangiarotti Nuclear incaricata per le verifiche strutturali e di costruibilità di RV e componenti interni (tempo disponibile 4 mesi).

Si discute in generale delle problematiche costruttive dell’impianto e di certe scelte progettuali:

in SPES3 una sola pompa esterna (bassa prevalenza e alta portata) che alimenta 4 bocchelli. Ad ogni ramo che dalla pompa va al RV è associato un by-pass per la circolazione naturale del fluido quando la pompa è ferma;

fascio di barrette scaldanti: individuato il costruttore in Thermocoax. Specifica barrette scritta da SIET, ma ENEA incaricata di procedere nella trattativa ed emissione degli ordini. Stato della situazione: fermo da settembre 2008; possibile realizzazione in SIET di un circuito per prove su barrette campione (prima parte di un eventuale ordine verso Thermocoax);

griglie distanziatici delle barrette. Vengono prese a riferimento le griglie di SPES2. Mangiarotti ne verificherà la fattibilità. Una volta definite le griglie, verranno inviate a Thermocoax per il montaggio del fascio di barre.

Presenza di valvole di non ritorno nel RV, tra Riser e downcomer, a circa 1/3 dell’altezza dei generatori di vapore. Durante il funzionamento nominale, tali valvole sono mantenute chiuse dalla differenza di pressione tra zona GV (a pressione più alta) e zona Riser (a pressione più bassa). In caso di perdita della prevalenza pompa, le valvole si aprono e permettono la circolazione naturale a livello più basso nel RV.

Possibilità/necessità di verificare il funzionamento delle valvole di non ritorno (soluzione con sfere flottanti) su un circuito sperimentale.

Successivamente viene presentata la nodalizzazione di SPES3 per il codice RELAP5 Mod3.3 ed i calcoli di transitori effettuati per la verifica del progetto preliminare.

Sulla base di confronti preliminari con il transitorio IRIS di rottura del DVI, le differenze sostanziali tra SPES3 e IRIS sono legate all’evoluzione di pressione nel contenimento. Ciò è dovuto alle diverse capacità termiche delle pareti del Dry-Well, molto alte in SPES3 rispetto ad IRIS (~10 volte più grande la superficie di scambio e spessore delle pareti tale da sostenere la pressione di progetto, 2 MPa). Un effetto inferiore sembra legato alle perdite di calore verso l’esterno.

L’Università di Palermo, nell’ambito del CIRTEN, ha un particolare interesse nelle analisi di SPES3 con TRACE. Ricotti cita l’AdP (LP5) come possibile fonte di finanziamento di questa attività.

Meloni ricorda che il CIRTEN ha firmato un non-disclosure agreement con Westinghouse nell’ambito del quale l’Università di Palermo può svolgere attività inerenti a SPES3-IRIS.

Ferri metterà in contatto Vella con Storrick (WEC) per avere le autorizzazioni necessarie all’ingresso nell’e-room ecc. Meloni cita l’interesse di ENEA per il modello TRACE di SPES3 e raccomanda di lavorare in concerto.

Per iniziare il lavoro di “traduzione” del modello RELAP di SPES3 al modello TRACE, dietro autorizzazione di ENEA (rappresentata da Meloni), SIET fornisce a Vella un CD con i file dei tre documenti SIET: Progetto concettuale, Nodalizzazione e Analisi transitori (casi base).

Viene menzionato ISPRA, in quanto distributore dei codici Relap e Trace, e si sottolinea che i risultati delle attività di assesment dei codici su dati SPES3 non gli possono essere fornite in quanto vincolati all’accordo con WEC.

Ricotti propone che l’Italia, una volta acquisite competenze sui codici, si candidi nei confronti di WEC per le analisi di sicurezza di IRIS.

Ricotti cita inoltre alcune industri e italiane che possono avere interesse in IRIS (Saipem, Maire Tecnimont, ecc.). Papini spiega il lavoro che ha svolta a Zagabria con Grgic sul confronto tra i risultati dei codici Gothic e Relap nella simulazione del contenimento. Parla inoltre dell’implementazione nel codice Relap di modelli di condensazione migliori di quelli presenti. Emerge la necessità di validare i nuovi modelli su dati sperimentali, possibilmente quelli del PERSO, in cui uno scambiatore di calore a tubi verticali, immerso in piscina, era stato provato alla SIET, in un’attività finanziata da ENEA.

Per la strumentazione speciale, sono interessati sia il Politecnico di Torino che quello di Milano.

Mosetto, dottoranda del POLITO, ha già seguito in passato le prime fasi dell’attività con una ricerca bibliografica per identificare la strumentazione più idonea per le misure di flussi bifase in SPES3.

Individuata una catena di misura costituita da Wire Mesh Sensors + Turbina + Drag disk, la fase successiva dell’attività riguarderà l’elaborazione dei segnali strumentali per ottenere le portate di massa alle rotture e alle linee degli ADS. Dai risultati delle analisi Relap dei cinque transitori (casi base), Mosetto sta definendo i range di misura per la strumentazione speciale per ciascuna linea interessata. Sulla base della sua sintesi, si potrà contattare il costruttore/inventore (Prasser, EHT) e verificare l’effettiva applicabilità.

In SPES2, la massa scaricata dalle rotture veniva condensata, raccolta e pesata, ma in SPES3 ciò non è possibile perché l’evoluzione del transitorio verrebbe compromessa (in SPES2 il contenimento non era simulato).

Visto che l’attività sulla strumentazione speciale richiede tempo e risorse, l’idea iniziale che Mosetto potesse svolgere analisi con codici CFD sul DW è superata. Potranno invece essere usati i risultati delle simulazioni TRACE in programma all’Università di Palermo.

Oltre alla strumentazione speciale, sulle linee interessate da flussi bifase, verrà impiegata anche strumentazione convenzionale che fornirà le misure di portata, almeno nella prima fase dell’efflusso (monofase).

Dovranno comunque essere fatte prove sperimentali sulla catena di misura (WMS+Turbina+drag disk), prima di procede all’utilizzo su SPES3.

Cattadori evidenzia l’importanza di utilizzo dei segnali della strumentazione convenzionale, opportunamente elaborati, per risalire a grandezze tipiche del transitorio come, ad esempio, la massa scaricata dalla rottura (misura di livello nei serbatoi del contenimento con stima del film di condensato alla parete…).

Ricotti propone di sviluppare, nell’ambito dell’AdP, una facility a piccola scala, in SIET, per analisi di diverse problematiche. Potrebbe essere lo stesso circuito di prova per i prototipi delle barre scaldanti o anche il circuito di prova su tubi elicoidali a riscaldamento indiretto.

Papini riprenderà l’attività sulla facility a tubi elicoidali, in SIET, per studiare il problema dell’instabilità sui tubi in parallelo. I risultati saranno molto importanti anche ai fini dell’orifiziatura dei tubi dei GV di SPES3.

Panella propone prove in aria/acqua al Politecnico di Torino, sempre ai fini della strumentazione speciale.

Il Politecnico di Milano potrà contribuire alle ricerche sulla strumentazione speciale, anche sulla base di una tesi svolta con Lombardi, negli anni ’80, da Guido Franzoni.