Indice
I
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INTRODUZIONE ...1
1 - DESCRIZIONE DEL REATTORE VVER-1000 ...5
1.1 INTRODUZIONE... 5
1.2 DESCRIZIONE GENERALE DEL LAYOUT DEL CIRCUITO PRIMARIO... 7
1.3 TUBAZIONI PRINCIPALI DEL SISTEMA DI REFRIGERAZIONE PRIMARIO (MCLP) ... 8
1.4 RECIPIENTE IN PRESSIONE (RPV) ...11
1.5 MENSOLE...15
1.6 CORE BARREL...18
1.7 CORE BASKET...22
1.8 NOCCIOLO DEL REATTORE ED ELEMENTI DI COMBUSTIBILE...24
1.9 SISTEMA DI CONTROLLO NEUTRONICO...32
1.10 SISTEMA DI CONTROLLO DELLA PRESSIONE...35
1.11 GENERATORE DI VAPORE...37
1.12 POMPE DI RICIRCOLO...41
1.13 LINEA VAPORE, TURBINA, CONDENSATORE, FEED WATER...43
2 - DESCRIZIONE DEL “VVER-1000 COOLANT TRANSIENT
BENCHMARK”...48
2.1 INTRODUZIONE...48
2.2 DESCRIZIONE DEL TEST DI MISCELAMENTO DEL REFRIGERANTE KOZLODUY-6 ...50
2.2.1 Definizione dello stato iniziale ...51
2.2.2 Definizione del transitorio...52
2.2.3 Definizione dello stato finale ...53
2.3 GRANDEZZE MISURATE...53
2.3.1 Stato iniziale e finale ...54
2.3.2 Transitorio ...55
2.4 DEFINIZIONE DELLE GRANDEZZE PER IL CONFRONTO...55
2.4.1 Coefficienti di miscelamento...56
2.4.2 Ampiezza della zona perturbata ...61
2.4.3 Ampiezza della non-mixing zone...61
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II
3 - FONDAMENTI DI FLUIDODINAMICA COMPUTAZIONALE...66
3.1 INTRODUZIONE...66
3.2 EQUAZIONI DI BILANCIO...67
3.2.1 Equazione di conservazione della massa...67
3.2.2 Equazione di conservazione della quantità di moto ...68
3.2.3 Equazione di conservazione dell’energia ...71
3.2.4 Equazione di conservazione di uno scalare...72
3.3 LA TURBOLENZA...73
3.3.1 Descrizione fisica...73
3.3.2 Metodo “Direct Numerical Simulation” (DNS) ...74
3.3.3 Metodo “Large Eddy Simulation” (LES) ...76
3.3.4 Metodo “Reynolds Averaged Navier-Stokes Equations” (RANS) ...78
3.3.5 Modelli “k - ”...80
3.3.6 Modelli “k - ” ...82
3.3.7 Modelli “Reynolds Stress” ...84
3.3.8 La legge alla parete ...86
3.4 DISCRETIZZAZIONE...89
3.4.1 Discretizzazione numerica...89
3.4.2 Schemi di discretizzazione numerica ...91
3.4.3 Errori di discretizzazione...93
3.4.4 Gestione delle interfacce ...97
4 - SVILUPPO DEL MODELLO ...98
4.1 INTRODUZIONE...98
4.2 MODELLO TRIDIMENSIONALE DEL REATTORE...98
4.2.1 Modellazione geometrica delle mensole ...100
4.2.2 Modellazione geometrica della piastra ellittica ...101
4.2.3 Modellazione geometrica delle colonne ...102
4.2.4 Modellazione geometrica del nocciolo ...104
4.2.5 Modello CAD tridimensionale del dominio ...105
4.3 DISCRETIZZAZIONE SPAZIALE...107
4.3.1 Discretizzazione del “Down Comer” ...109
4.3.2 Discretizzazione della “Zona Mensole”...110
4.3.3 Discretizzazione del “Lower Plenum” ...111
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III
4.3.5 Discretizzazione della “Zona Colonne”...113
4.3.6 Discretizzazione della “Zona Colonne Cave”...114
4.3.7 Discretizzazione del “Core”...115
4.3.8 Spessori sottili...116
4.4 MODELLO DELLE INTERFACCE...117
4.5 MODELLO NUMERICO...118
4.5.1 Perdite di carico ...118
4.5.2 Scalari passivi...121
4.5.3 Dominio fluido...121
4.5.4 Condizioni alla parete ...122
4.5.5 Condizioni in ingresso ...123
4.5.6 Condizioni in uscita ...124
4.6 PARTIZIONE...125
4.7 PARALLELIZZAZIONE...126
5 - VALIDAZIONE DELLA DISCRETIZZAZIONE SPAZIALE...127
5.1 INTRODUZIONE...127
5.2 DESCRIZIONE DEL CASO TEST DI VALIDAZIONE...127
5.2.1 Dominio fluido...128
5.2.2 Condizioni alla parete ...129
5.2.3 Condizioni in ingresso ...129
5.2.4 Condizioni in uscita ...130
5.3 DISCRETIZZAZIONI SPAZIALI PRELIMINARI...131
5.4 ANALISI DEI RISULTATI DEL CASO TEST DI VALIDAZIONE...132
5.4.1 Discretizzazione V1000-R-esa ...133 5.4.2 Discretizzazione V1000-R-N...134 5.4.3 Discretizzazione V1000-R-N-sym ...135 5.4.4 Discretizzazione V1000-O-N-sym...136 5.4.5 Discretizzazione V1000-O-N-sym-HR ...137 5.4.6 Discretizzazione V1000-O-N-sym-SBF...138 5.4.7 Discretizzazione V1000-R-T-sym...139 5.4.8 Discretizzazione V1000-O-T-sym ...140 5.4.9 Discretizzazione V1000-O-T-sym-HR...141 5.4.10 Discretizzazione V1000-R-tetra...142 5.4.11 Discretizzazione V1000-O-tetra ...143 5.4.12 Discretizzazione V1000-O-tetra-HR...144 5.4.13 Osservazioni ...145
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IV
6 - ANALISI DEI RISULTATI OTTENUTI ...146
6.1 INTRODUZIONE...146
6.2 SENSIBILITÀ ALLO SCHEMA DI DISCRETIZZAZIONE NUMERICA...147
6.2.1 Analisi dei risultati ...147
6.2.2 Analisi della convergenza...157
6.3 SENSIBILITÀ AL MODELLO DELLA TURBOLENZA...159
6.3.1 Analisi dei risultati ...159
6.4 SENSIBILITÀ AL PROFILO DI VELOCITÀ IN INGRESSO...165
6.4.1 Analisi dei risultati ...166
7 – CONCLUSIONI E POSSIBILI SVILUPPI FUTURI...176
BIBLIOGRAFIA...180
A - DESCRIZIONE DELLE DISCRETIZZAZIONI...183
A.1 INTRODUZIONE...183
A.2 DISCRETIZZAZIONE DEL “DOWN COMER” ...183
A.3 DISCRETIZZAZIONE DEL “DOWN COMER ALLARGATO”...186
A.4 DISCRETIZZAZIONE DI “LOWER PLENUM”,“PIASTRA ELLITTICA”,“ZONA COLONNE”, “ZONA COLONNE CAVE” E “CORE”...188
B - COEFFICIENTI DI MISCELAMENTO...190
B.1 INTRODUZIONE...190
B.2 SCHEMA DI DISCRETIZZAZIONE NUMERICA UPWIND...190
B.3 SCHEMA DI DISCRETIZZAZIONE NUMERICA SPECIFIED BLEND FACTOR...192
B.4 SCHEMA DI DISCRETIZZAZIONE NUMERICA HIGH RESOLUTION...193
B.5 MODELLO DI TURBOLENZA SHEAR STRESS TRANSPORT...195
B.6 PROFILO SVILUPPATO...196
B.7 PROFILO UNIFORME CON COMPONENTE TANGENZIALE ORARIA...198
