Modifiche del codice RELAP5/MOD3.2.b per lo studio delle perdite di carico e dello scambio termico in condotti elicoidali interessati da deflussi bifase: validazione attraverso gli esperimenti effettuati dal Politecnico di Milano presso l’impianto SIET di Piacenza

Abstract

L’attività di ricerca svolta nell’ambito della linea progettuale LP2-B.2 del programma PAR 2008-09 (CERSE III) ha visto una prima fase in cui è stato ulteriormente sviluppato il lavoro svolto nel corso dei precedenti programmi CERSE [1, 2], riguardante la validazione del codice termoidraulico avanzato Relap5/Mod3.2.b, modificato per il calcolo delle cadute di pressione in tubi elicoidali interessati da deflussi monofase e bifase, ed una seconda fase che ha comportato l’implementazione di nuove procedure valide per lo studio dello scambio termico bifase in condotti elicoidali, in aggiunta a quelle relative al solo scambio termico monofase, in precedenza implementate. Per quanto riguarda quest’ultima attività, si pensa, infatti, di affrontare in futuro il lavoro di validazione del codice modificato, facendo ricorso ai dati sperimentali disponibili, che sono ancora in fase di raccolta e sviluppo, per cui in questa relazione ci si limiterà a mostrare i risultati ottenuti nella simulazione, effettuata con il codice modificato e non modificato, delle perdite di carico lungo un condotto elicoidale interessato da deflusso bifase in diverse condizioni operative di portata, temperatura e pressione. Per tale lavoro si è fatto ricorso ad una estesa campagna sperimentale condotta dal Dipartimento dell’Energia del Politecnico di Milano presso i laboratori della SIET di Piacenza per l’indagine teoricosperimentale di vari aspetti inerenti la termoidraulica dei generatori di vapore previsti nel reattore nucleare IRIS. Inoltre, il codice modificato è stato impiegato per la simulazione di dati sperimentali, reperiti in letteratura, riguardanti lo scambio termico monofase in scambiatori di calore elicoidali a tubi concentrici con lo scopo di testare la sua capacità nel trattare anche geometrie diverse da quelle già esaminate. I risultati ottenuti, che sembrano essere confortanti ai fini di un’estensione dell’uso del codice così modificato, vengono riportati in Appendice A.