Experimental studies and modeling of a high pressure spray system for aerosol decontamination

In case of severe accident in nuclear power plants, fission products can be released under the form of aerosol particulate. The current sprays used as safety systems in Light Water Reactor (LWR) were mainly dimensioned to suppress steam pressurization during design basis loss-of-coolant accidents, to remove molecular iodine from the containment atmosphere and to enhance the gas mixing in case of the presence of hydrogen. The European PASSAM project is aimed to study the performances of current mitigation systems and to evaluate the possibility of other innovative systems to be implemented in the current and future nuclear power plants. This work developed at RSE spa has the aim to put in evidence the decontamination performances of the high pressure sprays and to develop a simplified model to predict their aerosol removal rate. The whole activity has been developed in three parts. The first two are of experimental nature and are aimed to obtain data of both the decontamination performances and characteristics of the high pressure water spray. The last part is to condense theoretical knowledge and experimental data to develop a model that may provide good approximations of the spray behaviour.

In caso di grave incidente nelle centrali nucleari, i prodotti di fissione possono essere rilasciati sotto forma di aerosol. Gli spray attualmente utilizzati come sistemi di sicurezza nelle centrali as acqua leggera (LWR) sono stati principalmente dimensionati per sopprimere la pressurizzazione del vapore durante incidenti base dovuti alla perdita di refrigerante, per rimuovere lo iodio molecolare dall'atmosfera di contenimento e per migliorare la miscelazione dei gas in caso di presenza di idrogeno. Il progetto europeo PASSAM si propone di studiare le prestazioni degli attuali sistemi di mitigazione e di valutare la possibilità di valutare altri sistemi innovativi da poter usare nelle attuali e future centrali nucleari. Questo lavoro sviluppato presso RSE spa ha lo scopo di mettere in evidenza le prestazioni di decontaminazione degli spray ad alta pressione e di sviluppare un modello semplificato per prevederne il tasso di rimozione di aerosol. Tutta l'attività è stata sviluppata in tre parti. Le prime due sono di natura sperimentale e hanno lo scopo di ottenere i dati rigurdanti sia le prestazioni di decontaminazione che le caratteristiche degli spray ad alta pressione. L'ultima parte è quella di condensare le conoscenze teoriche e i dati sperimentali per sviluppare il modello di previsione.