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--- INGLESE ---

Liquid-metal cooled advanced Small Modular Reactors (SMRs) represent one of the most promising advancements in the nuclear energy field. To improve safety features and economic competitiveness, several thermal-hydraulic evaluations are essential. In this context, this thesis examinates natural circulation phenomena in liquid metal loops, focusing on the NACIE-UP Facility at the ENEA-Brasimone Research Centre through sensitivity and tuning analyses over the experimental results, utilizing STH codes as RELAP5 and ASYST-LM. The study then also focuses on the characterization and evaluation of the pressure losses and heat transfer between liquid lead and water in compact cross-flow heat exchangers. This work aims to evaluate, using numerical simulations, the heat transfer coefficient correlations found in literature, by employing both standalone CFD analyses and STH/CFD code coupling techniques.

--- ITALIANO ---

I Reattori nucleari avanzati di piccola taglia (SMRs) e raffreddati a metallo liquido rappresentano uno dei più promettenti avanzamenti nel campo nucleare. Per migliorare le caratteristiche riguardanti la sicurezza e la competitività economica risultano essenziali molte analisi termoidrauliche. In questo contesto questa tesi esamina il fenomeno della circolazione naturale nei circuiti chiusi a metallo liquido, focalizzandosi sull’impianto NACIE-UP installato nel centro di ricerca ENEA-Brasimone e in particolare attraverso analisi di sensitività e processi di regolazione sui dati sperimentali, utilizzando codici STH come RELAP5 e ASYST-LM. Lo studio si concentra inoltre su un altro argomento critico, ovvero sulla caratterizzazione e la valutazione delle perdite di carico e dello scambio termico tra piombo liquido e acqua negli scambiatori di calore compatti a flusso incrociato. Questo lavoro ha lo scopo, dunque, di valutare, usando simulazioni numeriche, i coefficienti di scambio termico presenti in letteratura, implementando sia analisi CFD autonome che accoppiamenti tra codici STH/CFD.