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Velocimetria con gli ultrasuoni pulsati in un modello di target del reattore ADS

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14 Lo studio fluidodinamico del modulo di spallazione (targ et unit) è un punto chiave del progetto XADS, poiché al suo interno si genera un’elevata potenza termica a causa delle reazioni di spallazione, dovute all’interazione del fascio protonico con l’eutettic o piombo-bismuto. La rimozione di questa potenza termica e la realizzazione di un adeguato campo di te mperatura con assenza di fenomeni di ebollizione locali sono gli obiettivi principali del progetto del la target unit [11]. La regione bersaglio è di fatto costituita da un cana le orizzontale di forma rettangolare, in cui fluisce l’eutettico a pelo libero con il vuoto. In questa r egione è fondamentale mantenere elevata la velocità del metallo liquido, specie sulla superficie libera. Tale superficie è un rettangolo di dimensioni 1 cm x 8 cm. La temperatura della superficie libera dell’eutet tico non deve superare il valore di 450°C, per evitare che l’eutettico evapori nel canale del fasci o protonico (beam tube). Il principale scopo del lavoro sperimentale svolto è stato quello di studiare la fluidodinamica dell’eutettico refrigerante. Nel progetto XADS di rif erimento il refrigerante è l’eutettico piombo- bismuto, nelle facility del DENER si è invece usata acqua e per mezzo di numeri adimensionali ci si è ricondotti al metallo liquido. Si è cercato di determinare e caratterizzare il camp o di moto di una corrente fluida di acqua con una velocità della superficie libera non trascurabile. I l campo di velocità si sviluppa in una regione rettangolare ed orizzontale di larghezza ed altezza pa ri a quelle proposte a livello progettuale nella regione del target. I profili di velocità nella zona del target sono stati valutati, a livello di moduli , di distribuzioni spaziali e di vortici. La prima facility, che è stata dismessa quando è entr ata in funzione la seconda facility (2007), riproduceva con una geometria 1 a 1 la regione bers aglio del reattore ibrido XADS, sviluppata da Ansaldo nel corso del programma TRASCO [8] . A livell o fluidodinamico si è trattato di un flusso di acqua che percorreva un condotto cilindrico verticale dal basso verso l’alto, in seguito passava in un tratto orizzontale, che rappresentava la zona bers aglio ed infine andava a defluire in un altro condotto verticale a sezione cilindrica. Nel progetto XADS due pompe assiali poste nei due c ondotti cilindrici garantiscono una portata di circa 208 kg/s [11] , mentre nel circuito di prova de l Politecnico la pompa era unica e permetteva di ottenere una portata massima di circa 24 kg/s. Nell a parte superficiale della sezione di prova il liqui do circolante era direttamente a contatto con l’aria, q uindi le prove sono state effettuate a pressione ed a temperatura ambiente. Si ricorda che in realtà il ta rget del reattore ADS sarà caratterizzato da condizioni di vuoto spinto (nella regione di passaggi o dei protoni), da temperature ingresso/ uscita stimate a 335/440 °C e da una potenza termica di cir ca 2,6 MW th .
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Velocimetria con gli ultrasuoni pulsati in un modello di target del reattore ADS

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Informazioni tesi

  Autore: Gualtiero Testa
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2010-11
  Università: Politecnico di Torino
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Nucleare
  Relatore: MarioDesalve
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 135

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Parole chiave

modello fluidodinamico
reattore ads
matlab
ultrasuoni pulsati
velocimetria
prova sperimentale

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