VALIDAZIONE DEL CODICE DI CALCOLO CATHARE 3 SU UN IMPIANTO SPERIMENTALE COMPRENSIVO DI UN MODELLO DI GENERATORE DI VAPORE COMPATTO DI UNO SMALL MODULAR REACTOR (SMR)

In the last years, France has developed several low-carbon technologies, including Small Modular Reactors in order to deal with the high demand for energy. In particular, the NUWARD project consists in the development of a new reactor able to produce energy needs even in remote areas. NUWARD has a special design in which the main components, such as the steam generator, are more compact and modular, allowing construction directly on site. During the internship, a simplied model of a compact steam generator, placed in an installation in Cadarache was studied and his operating was validated with the CATHARE 3 calculation code on dierent types of tests in order to verify the ability of the code to predict the results obtained from the experimental tests. The results showed the ability of CATHARE to correctly predict the parameters of temperature in the primary and secondary circuits, power exchanged and overheating in the case of transient regime test. In the case of permanent regime tests, as the experimental bypass flow rate was not well controlled, it is difficult to predict it well with CATHARE. The bypass section has been chosen in order to match the bypass flow rate estimated for high secondary flow rates. Morovere the termal loss and heat exchange in BABA need to be modeled to estimate accuratly the primary plates inlet temperature. Sensitivity studies were therefore carried out to test the sensitivity of the parameters calculated by CATHARE, which proved the influence of the variation of the flow rate and the inlet temperature in the primary circuit on overheating and the power produced.

Negli ultimi anni, la Francia ha sviluppato diverse tecnologie a bassa emissione di carbonio, tra cui gli Small Modular Reactors, per far fronte all'elevata domanda di energia. In questa tesi verrà trattato, in particolare, il progetto NUWARD che consiste nello sviluppo di un nuovo reattore in grado di produrre energia necessaria anche in aree remote. NUWARD ha un design particolare in cui i componenti principali, come il generatore di vapore, sono più compatti e modulari, caratteristiche dalle quali derivano numerosi vantaggi. Lo studio realizzato è stato incentrato su un modello semplificato di un generatore di vapore compatto, collocato in un'installazione a Cadarache e il suo funzionamento è stato validato con il codice di calcolo CATHARE 3 su diversi tipi di prove al fine di verificare la capacità del codice di prevedere i risultati ottenuti dalle prove sperimentali. I risultati, nel caso di prove a regime transitorio, hanno mostrato la capacità di CATHARE di prevedere correttamente i parametri di temperatura nei circuiti primari e secondari, potenza scambiata e surriscaldamento. Nel caso delle prove a regime permanente la portata di bypass non è stata predetta correttamente da CATHARE, poiché durante le prove sperimentali il bypass non è stato correttamente controllato ed è quindi stato difficile verificare l'aderenza dei risultati. Infine sono stati condotti studi per testare la sensibilità dei parametri calcolati da CATHARE, che hanno dimostrato l'influenza della variazione della portata e della temperatura di ingresso nel circuito primario sul surriscaldamento e sulla potenza prodotta nel circuito secondario.