Dynamic analysis of land-based SMR RITM-200 and passive residual heat removal system

This thesis presents a comprehensive dynamic analysis of the RITM-200 small modular reactor (SMR) and its passive residual heat removal system. Using Modelica language with the Dymola simulation environment, simulations were conducted to assess the behavior of both the primary circuit and balance of plant of the RITM-200 reactor under dynamic conditions. For the dynamic analysis of the primary and secondary sides of the RITM-200 reactor, the chosen transient scenario was the "load following" mode, wherein the nominal power was decreased by 10%. This allowed for a detailed examination of the reactor's response and performance under varying power demands. Furthermore, the thesis investigates the dynamic performance and sizing of the passive residual heat removal system under the assumption that all control rods are inserted. The passive system is tasked with removing residual power using air and water heat exchangers. Through rigorous simulation and analysis, insights into the effectiveness and reliability of this passive system in mitigating residual heat in emergency scenarios were obtained. The findings from this research contribute to a better understanding of the dynamic behavior of the RITM-200 SMR and its passive safety systems. This knowledge is vital for ensuring the safe and efficient operation of small modular reactors in practical applications.

Questa tesi presenta un'analisi dinamica completa del RITM - 200 small modular reactor (SMR) e del suo sistema passivo di rimozione del calore residuo. Utilizzando il linguaggio Modelica con l'ambiente di simulazione Dymola, sono state condotte simulazioni per valutare il comportamento sia del circuito primario che dell'equilibrio dell'impianto del reattore RITM- 200 in condizioni dinamiche. Per l'analisi dinamica dei lati primario e secondario del reattore RITM-200, lo scenario transitorio scelto era la modalità "load following", in cui la potenza nominale era diminuita del 10%. Ciò ha permesso un esame dettagliato della risposta e delle prestazioni del reattore in base alle diverse esigenze di potenza. Inoltre, la tesi indaga le prestazioni dinamiche e il dimensionamento del sistema passivo di rimozione del calore residuo nell'ipotesi che tutte le barre di controllo siano inserite. Il sistema passivo ha il compito di rimuovere la potenza residua utilizzando scambiatori di calore aria e acqua. Attraverso rigorose simulazioni e analisi, sono state ottenute informazioni sull'efficacia e l'affidabilità di questo sistema passivo nel mitigare il calore residuo in scenari di emergenza. I risultati di questa ricerca contribuiscono a una migliore comprensione del comportamento dinamico del RITM-200 SMR e dei suoi sistemi di sicurezza passiva. Questa conoscenza è vitale per garantire il funzionamento sicuro ed efficiente di piccoli reattori modulari in applicazioni pratiche.