Reattore veloce a sodio dotato di accumulatore di calore a calore latente di fusione (IT)

Titolo

Reattore veloce a sodio dotato di accumulatore di calore a calore latente di fusione (IT)

Tipologia

Fascicolo

Descrizione

Corrispondenza tra NIRA (rag. Merciari, avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vetor Galletti.
Corrispondenza interna NIRA (ing. Avanzini e dott. Degugliel, ing. Granito, ing. Sardone).

Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventore: Francesco Granito
Riassunto: Forma oggetto della presente invenzione un reattore nucleare a sodio, che prevede un accumulatore di calore, sistemato a valle dello scambiatore di calore primario, tra detto scambiatore di calore e il nocciolo del reattore.

Definizione del campo tecnico in cui si colloca l’invenzione: Reattori nucleari veloci a sodio

Tecnica nota: Secondo la domanda di brevetto italiana n. 12681 A/82 (titolare NIRA S.p.A.) l’accumulatore di calore ha lo scopo di controllare, durante il regime di funzionamento normale, la temperatura del fluido refrigerante che circola nel mantello di un reattore termonucleare a fusione.
In base alla domanda di brevetto italiana n. 12454 A/83 (titolare NIRA S.p.A.), l’accumulatore di calore serve a compensare la variazione di potenza durante il normale funzionamento dell’impianto.

Limiti della tecnica nota: In nessuno dei due casi sopraccitati l’accumulatore di calore a calore latente di fusione ha lo scopo di fare fronte a condizioni di emergenza.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione
L’accumulatore di calore presente nell’invenzione consente di fare fronte a condizioni di emergenza.

Esposizione dell’idea inventiva: Secondo la presente invenzione, l’accumulatore di calore è sistemato a monte del nocciolo di un reattore veloce a sodio, al fine di ridurre i transitori termici sul nocciolo e principalmente allo scopo di accumulare, sotto la forma di calore latente di fusione, l’energia residua susseguente allo spegnimento del reattore.
Il modo di funzionare dell’accumulatore è il seguente.
Quando la temperatura del sodio in ingresso nel nocciolo comincia ad aumentare e supera la temperatura di fusione della lega metallica contenuta nell’accumulatore, quest’ultimo comincia a sottrarre calore al sodio, il quale continua ad entrare nel nocciolo (uscendo dall’accumulatore) a temperatura praticamente costante.
Il dimensionamento dell’accumulatore deve essere effettuato dandogli la possibilità di immagazzinare tutta l’energia residua che è rilasciata dal reattore dopo lo spegnimento; questo è il limite ultimo desiderato del funzionamento dell’accumulatore.
Un’altra possibile sistemazione dell’accumulatore di calore è quella prevista sul ramo freddo dei circuiti secondari esterni; in questo caso, qualora i sistemi finali di refrigerazione siano fuori uso, l’energia residua può essere accumulata senza indurre transitori temici né sul circuito primario nè sul circuito secondario.

Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: La vasca del reattore prevede, in posizione centrale, il nocciolo, attraversato, dal basso verso l’alto, dal flusso del sodio primario, che entra nella parte alta dello scambiatore ed esce dalla parte bassa dello stesso; di qui, una pompa alimenta il sodio primario nuovamente al di sotto del nocciolo.
Il sodio primario, aspirato dalla pompa, non è inviato direttamente sotto il nocciolo ma è alimentato, attraverso canalizzazioni opportune, all’interno di un accumulatore di calore, dal quale passa poi al nocciolo per seguire il percorso tradizionale; ne consegue che il sodio, che è alimentato al nocciolo, proveniente dall’accumulatore, entra nel nocciolo del reattore sempre alla stessa temperatura, pari alla temperatura di fusione della lega contenuta nell’accumulatore.
Il dimensionamento dell’accumulatore, per essere ottimale, deve essere tale da immagazzinare tutta l’energia residua rilasciata dal reattore dopo lo spegnimento.
In questa forma di realizzazione, l’accumulatore di calore è sistemato all’uscita del generatore di vapore per cui, in questo caso, è costante la temperatura d’ingresso del sodio secondario all’interno dello scambiatore primario.
In questo caso, nell’evento di fuori uso dei sistemi finali di refrigerazione, l’energia residua può essere accumulata senza indurre transitori termici né sul circuito primario, né su quello secondario.

Vantaggi:
1) L’inserimento di questo accumulatore di calore a monte del nocciolo permette l’eliminazione del circuito di asportazione della potenza residua, con conseguenti guadagni in termini di costi e di affidabilità.
2) L’accumulatore è dimensionato in modo da avere la possibilità di immagazzinare tutta l’energia residua rilasciata dal reattore dopo lo spegnimento.
3) Qualora sistemato a monte del nocciolo del reattore veloce a sodio, l’accumulatore consente di smorzare i transitori termici caldo in ingresso dal nocciolo.
4) Qualora l’accumulatore sia previsto nel rami freddo dei circuiti esterni secondari, nell’evento di fuori uso dei sistemi finali di refrigerazione, l’energia residua può essere accumulata senza indurre transitori termici né sul circuito primario, né su quello secondario.

Data testuale

1984 maggio 14 - 1990 ottobre 16

Estremi cronologici

May 14, 1984 – October 16, 1990

Consistenza

cc. 58

Stato di conservazione

Ottimo

Soggetto produttore

Identificativo

BRA.000011

Collocazione

Deposito 420

Note

Questo brevetto era stato depositato solo in Italia.

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