Leakages effect characterisation of an Iter cooling system through the development of a 1-d hydraulic model in OpenModelica

Il seguente elaborato è il risultato di 6 mesi di stage svolti presso NIER Ingegneria S.p.A. nell’ambito della modellazione idraulica dell’Ex-Vessel cooling system (EVCS) dell’Electron Cyclotron Upper Launcher (EC UL), un sottosistema di ITER (il reattore sperimentale a fusione nucleare in costruzione a Cadarache), tramite l’utilizzo del software OpenModelica. I temi trattati riguardano la modellazione del sistema in condizioni nominali e in condizioni di off-design (in presenza di ostruzioni o di rotture). Per quanto riguarda il primo argomento, il sistema (in condizioni nominali) è stato modellato tramite OpenModelica, verificandone il design e appurando che le portate si distribuissero all’interno del sistema come desiderato. Per quanto riguarda il secondo argomento, il sistema (in condizioni di off-design) è stato modellato in presenza di ostruzioni o di rotture. Nel caso di perdite di rotture sono stati considerati due scenari: piccole perdite e doppia ghigliottina. Per ciascun branch si sono considerate tre diversi posizioni della perdita: inizio, metà e fine del beam interessato dalla leak. Nel caso di piccole perdite si è considerato il beam collegato ad ambiente tramite una resistenza, mentre nel caso di doppia ghigliottina il beam era direttamente collegato ad ambiente. Per rendere più semplice il post-processing nello studio del sistema in condizioni di off-design è stato utilizzato OMPython. Gli obiettivi sono stati verificare che le variazioni di portata fossero rilevate dai misuratori di portata, presenti in mandata e ritorno di ogni branch. Inoltre, si è dovuto provare che la portata minima fosse garantita in ciascun componente per motivi di sicurezza. Tramite i vari modelli implementati con OpenModelica e simulati con OMPython si è potuto verificare che il design dell’EVCS soddisfa i requisiti definiti.