Generatore di vapore modulare a tubi diritti (NL)
Tipologia
Fascicolo
Descrizione
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè), Ansaldo Divisione NIRA (dott. Basile, dott. Paladino) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventori: Silvio Valentini, Andrea Torresi
Riassunto: L’invenzione si riferisce a un generatore di vapore modulare a tubi dritti alimentato da un fluido primario costituito da sodio per il riscaldamento, l’evaporazione e il surriscaldamento di un fluido secondario costituito da acqua.
L’invenzione prevede un serbatoio distributore del sodio liquido e, al di sotto di questo, un serbatoio ricevitore del sodio che ha già ceduto il suo calore all’acqua da riscaldare, evaporare e surriscaldare; attorno a detti serbatoi, sovrapposti, sono disposti, distribuiti circolarmente in modo regolare, almeno due moduli di generatore di vapore, costituiti da un fascio tubiero verticale e da due collettori, uno superiore e uno inferiore, collegati rispettivamente con il citato serbatoio distributore del sodio in alto e, in basso, col citato serbatoio ricevitore del sodo attraverso opportuni bocchelli di raccolta.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Il generatore di vapore modulare a tubi diritti oggetto dell’invenzione è applicabile ai reattori veloci.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Nei generatori di vapore a modulo unico, oggetto della tecnica nota, l’eventuale avaria di un elemento qualsiasi dell’impianto ne comporta necessariamente l’arresto.
Esposizione dell’idea inventiva: Oggetto della presente invenzione è un generatore di vapore modulare, a tubi diritti, alimentato da un fluido primario costituito da sodio per il riscaldamento, l’evaporazione e il surriscaldamento di un fluido secondario costituito da acqua.
Il generatore di vapore sopraccitato prevede due serbatoi sovrapposti; un serbatoio distributore del sodio liquido (serbatoio di alimentazione) e, al di sotto di questo, un serbatoio ricevitore del sodio liquido (serbatoio di raccolta).
Attorno ai due serbatoi suddetti sono disposti, distribuiti circolarmente in modo regolare, almeno due moduli di generatore di vapore, costituiti da un fascio tubiero verticale e da due collettori, uno superiore e uno inferiore, collegati, tramite bocchelli di raccordo opportuni, in alto, con il citato distributore del sodio e, in basso, con il serbatoio ricevitore del sodio menzionato sopra.
Ogni modulo è costituito da due collettori, tra i quali si estende il fascio tubiero; all’esterno di quest’ultimo si trova un mantello con due rigonfiamenti laterali in alto ed in basso, in corrispondenza di due camere anulari, una per l’afflusso e l’altra per il deflusso del sodio.
In corrispondenza dei fasci tubieri sopraccitati il fascio tubiero è circondato da una virola cilindrica, dotata di una finestra per il passaggio del sodio.
Ciascun modulo, che costituisce un generatore di vapore indipendente, è appeso mediante tiranti, ancorati in modo articolato in corrispondenza delle loro estremità inferiori; le estremità superiori dei vari moduli, invece, sono soltanto guidate in modo da consentire al fascio tubiero e al mantello una dilatazione libera.
Il serbatoio del sodio inferiore è appeso a supporti fissi, mentre, quello superiore è sostenuto tramite molle a carico costante, in modo da non ostacolare gli spostamenti verticali degli apparecchi costituenti ciascuno un generatore di vapore indipendente.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione, ciascun modulo generatore di vapore è costituito da due insiemi “piastra - calotta”, uno inferiore e l’altro superiore, uguali tra loro, che funzionano da collettori per il fluido primario costituito dal sodio.
Alle due piastre contrapposte è saldato il fascio tubiero, all’esterno del quale è posto un mantello con due rigonfiamenti, all’interno dei quali sono predisposte due camere anulari per l’afflusso e il deflusso del sodio liquido.
Dette camere anulari sono definite internamente da due virole, che circondano il fascio tubiero e hanno sostanzialmente lo stesso diametro della parte intermedia del mantello.
Il mantello è saldato alle due estremità alle due piastre tubiere.
Il collettore superiore è dotato di un bocchello per il passaggio del vapore d’acqua alle turbine dell’impianto; analogamente, il collettore inferiore è dotato di un bocchello per l’adduzione dell’acqua fredda pressurizzata al modulo generatore di vapore.
Le virole sono dotate di finestre, che consentono la comunicazione tra le camere anulari e lo spazio definito dalle virole, nel quale è contenuto il fascio tubiero.
Ciascun rigonfiamento del mantello, inoltre, è dotato di un bocchello; un bocchello è connesso alla camera di alimentazione del sodio caldo, l’altro alla camera di raccolta del sodio, che ha attraversato il modulo generatore di vapore.
I serbatoi sono comuni a tutti i moduli di ciascun grappolo.
L’acqua sottoraffreddata entra nella calotta inferiore, attraversa il bocchello inferiore e, di qui, la piastra tubiera inferiore, penetra nei tubi del fascio tubiero, percorrendo quest’ultimo dal basso verso l’alto, seguendo le fasi di preriscaldamento, ebollizione e surriscaldamento.
Il vapore surriscaldato giunge, quindi, nella calotta superiore e, di qui, è inviato nelle tubazioni di mandata della turbina.
Il sodio caldo, proveniente dagli scambiatori da calore intermedi, è dapprima alimentato alla camera di distribuzione, che è comune a tutti i moduli di ciascun grappolo.
Dalla camera di distribuzione, attraverso il bocchello superiore, il sodio caldo entra nella parte alta del mantello.
Una finestra consente al sodio caldo, che ha percorso l’intercapedine anulare, di entrare nel fascio tubiero.
Il sodio percorre interamente, dall’alto verso il basso, nello spazio esterno ai relativi tubi, il fascio tubiero, cedendo progressivamente il suo calore all’acqua che percorre detti tubi dal basso verso l’alto.
Il sodio fuoriesce dal fascio tubiero grazie ad una finestra, predisposta nella virola inferiore, percorre la camera anulare inferiore e, attraverso il bocchello inferiore, raggiunge la camera di raccolta comune a un insieme di moduli generatori di vapore.
L’adozione di generatori di vapore costituiti da elementi standard, del tipo di quelli descritti sopra, consente di ottenere la potenza necessaria, raggruppando vari elementi in parallelo.
Vantaggi
1) Funzionamento dell’impianto anche in caso di avaria di uno dei suoi componenti: infatti, secondo l’invenzione, l’avaria di un componente dell’impianto comporta la parzializzazione, cioè l’esclusione del solo modulo danneggiato, per cui l’impianto, per quanto a potenza ridotta, può continuare a funzionare.
2) La realizzazione del generatore di vapore in moduli standard consente di realizzare qualsiasi potenza installata, utilizzando ogni volta il numero di moduli necessario, con un’economia evidente nella progettazione di impianti di potenza anche molto diversi, soprattutto nelle fasi costruttive dei moduli, che rimangono uguali per qualsiasi potenza globale dell’impianto.
3) Sostituzione del modulo in cui si è riscontrata l’avaria in tempi brevi, essendo possibile utilizzare un modulo di riserva predisposto nelle officine di fabbricazione.
4) Riparazione del modulo in avaria nelle officine di costruzione invece che nel luogo di installazione dell’impianto, con risparmi evidenti; questo consente un lavoro di riparazione più affidabile di quello fattibile in sito e un’abbreviazione dei tempi di fermata dell’impianto con conseguente miglioramento del fattore di utilizzazione della centrale.
5) Realizzazione relativamente poco onerosa dal punto di vista tecnologico.
6) Notevole compattezza; per questo motivo è possibile occupare con un grappolo di moduli uno spazio comparabile con quello occupato da un generatore di vapore monomodulare.
7) La presenza di serbatoi di distribuzione e di raccolta di un certo volume libero di sodio comporta che, nel caso di reazione sodio-acqua in uno dei moduli, l’onda di pressione che si sviluppa sia attutita, riducendo così i suoi effetti sulla linea sodio.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventori: Silvio Valentini, Andrea Torresi
Riassunto: L’invenzione si riferisce a un generatore di vapore modulare a tubi dritti alimentato da un fluido primario costituito da sodio per il riscaldamento, l’evaporazione e il surriscaldamento di un fluido secondario costituito da acqua.
L’invenzione prevede un serbatoio distributore del sodio liquido e, al di sotto di questo, un serbatoio ricevitore del sodio che ha già ceduto il suo calore all’acqua da riscaldare, evaporare e surriscaldare; attorno a detti serbatoi, sovrapposti, sono disposti, distribuiti circolarmente in modo regolare, almeno due moduli di generatore di vapore, costituiti da un fascio tubiero verticale e da due collettori, uno superiore e uno inferiore, collegati rispettivamente con il citato serbatoio distributore del sodio in alto e, in basso, col citato serbatoio ricevitore del sodo attraverso opportuni bocchelli di raccolta.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Il generatore di vapore modulare a tubi diritti oggetto dell’invenzione è applicabile ai reattori veloci.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Nei generatori di vapore a modulo unico, oggetto della tecnica nota, l’eventuale avaria di un elemento qualsiasi dell’impianto ne comporta necessariamente l’arresto.
Esposizione dell’idea inventiva: Oggetto della presente invenzione è un generatore di vapore modulare, a tubi diritti, alimentato da un fluido primario costituito da sodio per il riscaldamento, l’evaporazione e il surriscaldamento di un fluido secondario costituito da acqua.
Il generatore di vapore sopraccitato prevede due serbatoi sovrapposti; un serbatoio distributore del sodio liquido (serbatoio di alimentazione) e, al di sotto di questo, un serbatoio ricevitore del sodio liquido (serbatoio di raccolta).
Attorno ai due serbatoi suddetti sono disposti, distribuiti circolarmente in modo regolare, almeno due moduli di generatore di vapore, costituiti da un fascio tubiero verticale e da due collettori, uno superiore e uno inferiore, collegati, tramite bocchelli di raccordo opportuni, in alto, con il citato distributore del sodio e, in basso, con il serbatoio ricevitore del sodio menzionato sopra.
Ogni modulo è costituito da due collettori, tra i quali si estende il fascio tubiero; all’esterno di quest’ultimo si trova un mantello con due rigonfiamenti laterali in alto ed in basso, in corrispondenza di due camere anulari, una per l’afflusso e l’altra per il deflusso del sodio.
In corrispondenza dei fasci tubieri sopraccitati il fascio tubiero è circondato da una virola cilindrica, dotata di una finestra per il passaggio del sodio.
Ciascun modulo, che costituisce un generatore di vapore indipendente, è appeso mediante tiranti, ancorati in modo articolato in corrispondenza delle loro estremità inferiori; le estremità superiori dei vari moduli, invece, sono soltanto guidate in modo da consentire al fascio tubiero e al mantello una dilatazione libera.
Il serbatoio del sodio inferiore è appeso a supporti fissi, mentre, quello superiore è sostenuto tramite molle a carico costante, in modo da non ostacolare gli spostamenti verticali degli apparecchi costituenti ciascuno un generatore di vapore indipendente.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione, ciascun modulo generatore di vapore è costituito da due insiemi “piastra - calotta”, uno inferiore e l’altro superiore, uguali tra loro, che funzionano da collettori per il fluido primario costituito dal sodio.
Alle due piastre contrapposte è saldato il fascio tubiero, all’esterno del quale è posto un mantello con due rigonfiamenti, all’interno dei quali sono predisposte due camere anulari per l’afflusso e il deflusso del sodio liquido.
Dette camere anulari sono definite internamente da due virole, che circondano il fascio tubiero e hanno sostanzialmente lo stesso diametro della parte intermedia del mantello.
Il mantello è saldato alle due estremità alle due piastre tubiere.
Il collettore superiore è dotato di un bocchello per il passaggio del vapore d’acqua alle turbine dell’impianto; analogamente, il collettore inferiore è dotato di un bocchello per l’adduzione dell’acqua fredda pressurizzata al modulo generatore di vapore.
Le virole sono dotate di finestre, che consentono la comunicazione tra le camere anulari e lo spazio definito dalle virole, nel quale è contenuto il fascio tubiero.
Ciascun rigonfiamento del mantello, inoltre, è dotato di un bocchello; un bocchello è connesso alla camera di alimentazione del sodio caldo, l’altro alla camera di raccolta del sodio, che ha attraversato il modulo generatore di vapore.
I serbatoi sono comuni a tutti i moduli di ciascun grappolo.
L’acqua sottoraffreddata entra nella calotta inferiore, attraversa il bocchello inferiore e, di qui, la piastra tubiera inferiore, penetra nei tubi del fascio tubiero, percorrendo quest’ultimo dal basso verso l’alto, seguendo le fasi di preriscaldamento, ebollizione e surriscaldamento.
Il vapore surriscaldato giunge, quindi, nella calotta superiore e, di qui, è inviato nelle tubazioni di mandata della turbina.
Il sodio caldo, proveniente dagli scambiatori da calore intermedi, è dapprima alimentato alla camera di distribuzione, che è comune a tutti i moduli di ciascun grappolo.
Dalla camera di distribuzione, attraverso il bocchello superiore, il sodio caldo entra nella parte alta del mantello.
Una finestra consente al sodio caldo, che ha percorso l’intercapedine anulare, di entrare nel fascio tubiero.
Il sodio percorre interamente, dall’alto verso il basso, nello spazio esterno ai relativi tubi, il fascio tubiero, cedendo progressivamente il suo calore all’acqua che percorre detti tubi dal basso verso l’alto.
Il sodio fuoriesce dal fascio tubiero grazie ad una finestra, predisposta nella virola inferiore, percorre la camera anulare inferiore e, attraverso il bocchello inferiore, raggiunge la camera di raccolta comune a un insieme di moduli generatori di vapore.
L’adozione di generatori di vapore costituiti da elementi standard, del tipo di quelli descritti sopra, consente di ottenere la potenza necessaria, raggruppando vari elementi in parallelo.
Vantaggi
1) Funzionamento dell’impianto anche in caso di avaria di uno dei suoi componenti: infatti, secondo l’invenzione, l’avaria di un componente dell’impianto comporta la parzializzazione, cioè l’esclusione del solo modulo danneggiato, per cui l’impianto, per quanto a potenza ridotta, può continuare a funzionare.
2) La realizzazione del generatore di vapore in moduli standard consente di realizzare qualsiasi potenza installata, utilizzando ogni volta il numero di moduli necessario, con un’economia evidente nella progettazione di impianti di potenza anche molto diversi, soprattutto nelle fasi costruttive dei moduli, che rimangono uguali per qualsiasi potenza globale dell’impianto.
3) Sostituzione del modulo in cui si è riscontrata l’avaria in tempi brevi, essendo possibile utilizzare un modulo di riserva predisposto nelle officine di fabbricazione.
4) Riparazione del modulo in avaria nelle officine di costruzione invece che nel luogo di installazione dell’impianto, con risparmi evidenti; questo consente un lavoro di riparazione più affidabile di quello fattibile in sito e un’abbreviazione dei tempi di fermata dell’impianto con conseguente miglioramento del fattore di utilizzazione della centrale.
5) Realizzazione relativamente poco onerosa dal punto di vista tecnologico.
6) Notevole compattezza; per questo motivo è possibile occupare con un grappolo di moduli uno spazio comparabile con quello occupato da un generatore di vapore monomodulare.
7) La presenza di serbatoi di distribuzione e di raccolta di un certo volume libero di sodio comporta che, nel caso di reazione sodio-acqua in uno dei moduli, l’onda di pressione che si sviluppa sia attutita, riducendo così i suoi effetti sulla linea sodio.
Data testuale
1986 maggio 7 - 1987 dicembre 5
Estremi cronologici
May 7, 1986 – December 5, 1987
Consistenza
cc. 30
Stato di conservazione
Ottimo
Soggetto produttore
Identificativo
BRA.000063
Collocazione
Deposito 420
Note
Il brevetto era stato rilasciato in Italia.
La domanda di brevetto era stata estesa in Francia, Germania e Paesi Bassi; in detti paesi la domanda di brevetto era stata abbandonata prima di arrivare al rilascio.
La domanda di brevetto era stata estesa in Francia, Germania e Paesi Bassi; in detti paesi la domanda di brevetto era stata abbandonata prima di arrivare al rilascio.
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