Griglia di supporto del nocciolo di un reattore nucleare e procedimento di fabbricazione della stessa (GB)
Tipologia
Fascicolo
Descrizione
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Bozzoni, ing. Olivieri, avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Giulio Cai
Riassunto: L’invenzione si riferisce alla griglia di supporto del nocciolo di un reattore nucleare del tipo che prevede due piastre tubiere, per una serie di cannotti paralleli ed una virola cilindrica dotata di condotti di alimentazione e scarico del fluido scambiatore di calore.
Secondo l’invenzione, il collegamento di forza tra gli orli di dette piastre tubiere e la virola citata è costituito da un giunto saldato a forte spessore.
L’estremità di ciascuno di detti canotti sporge superiormente dalla faccia superiore della piastra tubiera superiore e, rispettivamente, inferiormente dalla faccia inferiore; secondo l’invenzione, le due estremità di ciascuno di detti canotti sono saldate alle facce esterne delle piastre tubiere da cui sporgono.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Nella fabbricazione di grossi componenti nucleari è di particolare interesse l’impiego di tecnologie di saldatura che tendano a ridurre al minimo o ad eliminare completamente il materiale d’apporto, al fine di diminuire le tensioni residue di saldatura e, quindi, di ottenere una stabilità dimensionale maggiore; tra detti componenti è particolarmente significativa la griglia di supporto del nocciolo, che ha la funzione di convogliare il sodio in pressione all’interno degli assemblaggi di combustibile costituenti il CORE e, quindi, di mantenere detti assemblaggi in una posizione verticale particolarmente precisa.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Secondo la tecnica nota, i grossi componenti nucleari sono costruiti essenzialmente per assemblaggio meccanico e per saldatura.
L’impossibilità di accedere a questo tipo di componenti durante i trent’anni di vita della centrale, per le elevate caratteristiche di resistenza meccanica, precisione e stabilità geometrica e per le geometrie particolarmente complesse nonché per l’elevato spessore della virola, necessario per il fissaggio dei bulloni e la bulloneria particolarmente fitta e pesante, è necessario un lavoro di calcolo e di fabbricazione notevole; questo ha come conseguenza un costo complessivo molto elevato.
Per i motivi evidenziati sopra, successivamente, è stato evidenziato come una griglia realizzata interamente per saldatura abbia dei vantaggi tecnico - economici notevoli; tuttavia, la tecnologia saldata può dare dei problemi, dovuti alla stabilità dimensionale del componente alle alte temperature ed agli shock termici, previsti nell’esercizio dell’impianto, in relazione al problema del rilassamento delle tensioni residue di saldatura.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: La presente invenzione riguarda un’applicazione speciale di saldatura in grado di ridurre al minimo i rischi suddetti.
Esposizione dell’idea inventiva: Griglia di supporto del nocciolo di un reattore nucleare del tipo che prevede due piastre tubiere per una serie di cannotti paralleli ed una virola cilindrica dotata di condotti di alimentazione e scarico del fluido scambiatore di calore.
Il collegamento di forza tra gli orli di dette piastre tubiere e la virola sopraccitata è costituito da un giunto saldato di testa a forte spessore del tipo “a gradino”, atto ad una saldatura mediante raggio laser.
Il giunto di testa a forte spessore seve a collegare due piastre tubiere della griglia di supporto alla virola, che ne costituisce la superficie laterale e, per la realizzazione di detto giunto, sono proposti i due procedimenti alternativi seguenti:
• il giunto a cianfrino stretto (o “narrow gap”) con materiale d’apporto depositato in arco sommerso;
• la saldatura con laser di potenza.
L’estremità di ciascuno di detti canotti sporge superiormente dalla faccia superiore della piastra tubiera superiore ed inferiormente dalla faccia inferiore della piastra tubiera superiore; le estremità di ciascuno di detti canotti attraversano le piastre tubiere mediante fori corrispondenti di uguale diametro nominale e sono saldate alla faccia esterna delle piastre tubiere da cui sporgono. Il giunto tra ciascuno dei canotti e le piastre tubiere ha fondamentalmente una funzione di tenuta e, per la sua realizzazione, sono proposti i due procedimenti di saldatura seguenti (entrambi senza apporto di materiale):
• fascio elettronico;
• saldatura con laser di potenza.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Saldatura con raggio laser dei cannotti alle piastre tubiere.
L'esempio riguarda un sistema ottico atto a realizzare contemporaneamente due saldature anulari per il collegamento a tenuta delle estremità del cannotto alle piastre tubiere; gli specchi impiegati sono cinque, opportunamente sostenuti da un’unica attrezzatura non illustrata in dettaglio e che è girevole attorno all’asse del cannotto da saldare mentre la griglia di supporto rimane invece ferma.
in questo esempio è utilizzata un’attrezzatura semplificata, sempre girevole attorno alla griglia di supporto, che rimane ferma e che serve alla realizzazione della saldatura inferiore del cannotto; in questo caso, gli specchi impegnati sono solo due e ricevono il raggio laser da un generatore disposto al di sopra della griglia di supporto e che invia detto raggio verticalmente, verso il basso, coassialmente al cannotto.
E' possibile utilizzare un’altra attrezzatura semplificata, girevole rispetto alla griglia ferma, che riceve il raggio laser diretto verticalmente verso il basso e lo dirige a sua volta sulla saldatura; in questo caso, gli specchi impiegati sono tre e l’attrezzatura è montata sull’asse del cannotto.
Vantaggi:
Realizzazione del componente strutturale per saldatura, utilizzando applicazioni speciali di saldatura in grado di ridurre al minimo i rischi riguardanti la stabilità dimensionale del componente nel campo dell’alta temperatura e gli shock termici previsti nell’esercizio dell’impianto.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Giulio Cai
Riassunto: L’invenzione si riferisce alla griglia di supporto del nocciolo di un reattore nucleare del tipo che prevede due piastre tubiere, per una serie di cannotti paralleli ed una virola cilindrica dotata di condotti di alimentazione e scarico del fluido scambiatore di calore.
Secondo l’invenzione, il collegamento di forza tra gli orli di dette piastre tubiere e la virola citata è costituito da un giunto saldato a forte spessore.
L’estremità di ciascuno di detti canotti sporge superiormente dalla faccia superiore della piastra tubiera superiore e, rispettivamente, inferiormente dalla faccia inferiore; secondo l’invenzione, le due estremità di ciascuno di detti canotti sono saldate alle facce esterne delle piastre tubiere da cui sporgono.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Nella fabbricazione di grossi componenti nucleari è di particolare interesse l’impiego di tecnologie di saldatura che tendano a ridurre al minimo o ad eliminare completamente il materiale d’apporto, al fine di diminuire le tensioni residue di saldatura e, quindi, di ottenere una stabilità dimensionale maggiore; tra detti componenti è particolarmente significativa la griglia di supporto del nocciolo, che ha la funzione di convogliare il sodio in pressione all’interno degli assemblaggi di combustibile costituenti il CORE e, quindi, di mantenere detti assemblaggi in una posizione verticale particolarmente precisa.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Secondo la tecnica nota, i grossi componenti nucleari sono costruiti essenzialmente per assemblaggio meccanico e per saldatura.
L’impossibilità di accedere a questo tipo di componenti durante i trent’anni di vita della centrale, per le elevate caratteristiche di resistenza meccanica, precisione e stabilità geometrica e per le geometrie particolarmente complesse nonché per l’elevato spessore della virola, necessario per il fissaggio dei bulloni e la bulloneria particolarmente fitta e pesante, è necessario un lavoro di calcolo e di fabbricazione notevole; questo ha come conseguenza un costo complessivo molto elevato.
Per i motivi evidenziati sopra, successivamente, è stato evidenziato come una griglia realizzata interamente per saldatura abbia dei vantaggi tecnico - economici notevoli; tuttavia, la tecnologia saldata può dare dei problemi, dovuti alla stabilità dimensionale del componente alle alte temperature ed agli shock termici, previsti nell’esercizio dell’impianto, in relazione al problema del rilassamento delle tensioni residue di saldatura.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: La presente invenzione riguarda un’applicazione speciale di saldatura in grado di ridurre al minimo i rischi suddetti.
Esposizione dell’idea inventiva: Griglia di supporto del nocciolo di un reattore nucleare del tipo che prevede due piastre tubiere per una serie di cannotti paralleli ed una virola cilindrica dotata di condotti di alimentazione e scarico del fluido scambiatore di calore.
Il collegamento di forza tra gli orli di dette piastre tubiere e la virola sopraccitata è costituito da un giunto saldato di testa a forte spessore del tipo “a gradino”, atto ad una saldatura mediante raggio laser.
Il giunto di testa a forte spessore seve a collegare due piastre tubiere della griglia di supporto alla virola, che ne costituisce la superficie laterale e, per la realizzazione di detto giunto, sono proposti i due procedimenti alternativi seguenti:
• il giunto a cianfrino stretto (o “narrow gap”) con materiale d’apporto depositato in arco sommerso;
• la saldatura con laser di potenza.
L’estremità di ciascuno di detti canotti sporge superiormente dalla faccia superiore della piastra tubiera superiore ed inferiormente dalla faccia inferiore della piastra tubiera superiore; le estremità di ciascuno di detti canotti attraversano le piastre tubiere mediante fori corrispondenti di uguale diametro nominale e sono saldate alla faccia esterna delle piastre tubiere da cui sporgono. Il giunto tra ciascuno dei canotti e le piastre tubiere ha fondamentalmente una funzione di tenuta e, per la sua realizzazione, sono proposti i due procedimenti di saldatura seguenti (entrambi senza apporto di materiale):
• fascio elettronico;
• saldatura con laser di potenza.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Saldatura con raggio laser dei cannotti alle piastre tubiere.
L'esempio riguarda un sistema ottico atto a realizzare contemporaneamente due saldature anulari per il collegamento a tenuta delle estremità del cannotto alle piastre tubiere; gli specchi impiegati sono cinque, opportunamente sostenuti da un’unica attrezzatura non illustrata in dettaglio e che è girevole attorno all’asse del cannotto da saldare mentre la griglia di supporto rimane invece ferma.
in questo esempio è utilizzata un’attrezzatura semplificata, sempre girevole attorno alla griglia di supporto, che rimane ferma e che serve alla realizzazione della saldatura inferiore del cannotto; in questo caso, gli specchi impegnati sono solo due e ricevono il raggio laser da un generatore disposto al di sopra della griglia di supporto e che invia detto raggio verticalmente, verso il basso, coassialmente al cannotto.
E' possibile utilizzare un’altra attrezzatura semplificata, girevole rispetto alla griglia ferma, che riceve il raggio laser diretto verticalmente verso il basso e lo dirige a sua volta sulla saldatura; in questo caso, gli specchi impiegati sono tre e l’attrezzatura è montata sull’asse del cannotto.
Vantaggi:
Realizzazione del componente strutturale per saldatura, utilizzando applicazioni speciali di saldatura in grado di ridurre al minimo i rischi riguardanti la stabilità dimensionale del componente nel campo dell’alta temperatura e gli shock termici previsti nell’esercizio dell’impianto.
Data testuale
1989 luglio 21 - 1992 giugno 10
Estremi cronologici
July 21, 1989 – June 10, 1992
Consistenza
cc. 128
Stato di conservazione
Ottimo
Soggetto produttore
Identificativo
BRA.000061
Collocazione
Deposito 420
Note
La domanda di brevetto italiana era stata estesa in Francia, Germania, Regno Unito ed U.S.A.
In Italia, Francia ed U.S.A. era stato rilasciato il brevetto; in Germania e nel Regno Unito il brevetto non era stato ancora rilasciato.
In Italia, Francia ed U.S.A. era stato rilasciato il brevetto; in Germania e nel Regno Unito il brevetto non era stato ancora rilasciato.
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