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Elementi di combustibile di reattori nucleari: tipologie e calcolo termico

Informazioni tesi

  Autore: Simone Valiante
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2010-11
  Università: Politecnico di Torino
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria industriale
  Relatore: Mario Malandrone
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 313

Questo lavoro mira a presentare un'analisi descrittiva e comparativa condotta tra diverse scelte tecnologiche operative od in fase di progetto di elementi di combustibile di reattori nucleari di tipologie differenti: sarà innanzitutto descritta la varietà di soluzioni impiantistiche possibili nella produzione di energia elettrica con lo sfruttamento della fonte atomica, con particolare attenzione a presentare le differenze tra soluzioni tradizionali in esercizio e soluzioni innovative, in esercizio o in progetto. L'attenzione si sposterà poi sulla descrizione degli elementi di combustibile utilizzati, per mettere in evidenza le peculiarità che lo rendono sfruttabile in quel particolare tipo di impianto. Il secondo capitolo sarà dedicato all'analisi delle proprietà termofisiche dei materiali in utilizzo nel nocciolo di una centrale, per capire quali siano caratterizzanti ai fini dell'analisi termica, e alla presentazione delle correlazioni per il calcolo dei coefficienti di scambio convettivo tra refrigerante e fasci di barre per l'asportazione del calore generato dai prodotti di fissione in seguito a veloce perdita della loro energia cinetica: il tutto sarà anticipato dalla descrizione di un metodo semplificato di calcolo termico ricavato dalla letteratura. Nell'ultimo capitolo saranno presentate le leggi fenomenologiche utilizzate per i calcoli termici che seguono, in modo da contestualizzare la parte numerica che riporterà i risultati di un calcolo termico semplificato di diverse tipologie di combustibile, al fine di identificare gli ordini di grandezza dei salti termici che si possono verificare nei combustibili in determinate soluzioni operative.

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Tipologie e caratteristiche di elementi di combustibile e loro utilizzo negli impianti di potenza CAPITOLO 1 TIPOLOGIE E CARATTERISTICHE DI ELEMENTI DI COMBUSTIBILE E LORO UTILIZZO NEGLI IMPIANTI DI POTENZA 1.1 Abstract L’ elemento di combustibile nucleare è l’entità elementare sede del funzionamento di ogni reattore, sia esso di potenza o sperimentale; ovverosia, il componente principale che permette di ricavare energia da un combustibile, trasferendola sotto forma interna/termica ad un fluido termovettore, e, tramite questo, generare elettricità con un ciclo termodinamico. In realtà esso è caratterizzato da molte parti distinte, il cui insieme permette lo sfruttamento di elementi soggetti a fissione in impianti di produzione di energia elettrica. Le parti principali sono due: una contenente il combustibile vero e proprio, nella quale è generata tutta la potenza, un'altra con funzione essenzialmente protettiva o di supporto, che impedisce la liberazione dei prodotti di reazione nel refrigerante, nel moderatore o in altre parti del recipiente in cui si confina il materiale soggetto a reazione nucleare. La prima delle due parti deve presentare almeno una specie fissile, sede Capitolo 1 1

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