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Autore: Falcone M., Damiani L., Repetto M., Pini Prato A., Mansani L.

Collana: CA - 65 - Cagliari 2010

Note:
Il progetto legato ai reattori nucleari di IV generazione ha come scopo la diffusione territoriale di sistemi di generazione dell’energia da fonte fissile con caratteristiche di sicurezza intrinseca, minima produzione di scorie radioattive ed elevata economicità di posa in opera ed esercizio. Molte tipologie di reattori sono allo studio. Tra questi, di particolare interesse è il reattore veloce raffreddato a piombo ELSY (European Lead cooled SYstem), sul quale sono impegnati diversi partners italiani ed europei. L’utilizzo del piombo fuso presenta svariati vantaggi quali l’elevata capacità di assorbimento delle radiazioni, la disponibilità ed economicità e la sicurezza legata all’assenza di reazioni in caso di contatto con aria o acqua.
Con il presente articolo gli Autori si propongono di valutare le prestazioni di tre differenti configurazioni del circuito secondario da abbinarsi al primario a piombo fuso del tipo sviluppato nell’ambito del progetto ELSY. In particolare, si è effettuato il confronto tra le soluzioni:
- ciclo Brayton-Joule ad Elio con inter-refrigerazione e rigenerazione termica;
- ciclo Brayton-Joule ad Anidride Carbonica con rigenerazione termica;
- ciclo a vapore d'acqua supercritico e rigenerato.
Per tali fluidi di lavoro è stata effettuata l’analisi delle prestazioni (lavoro utile specifico e rendimento del ciclo) al variare dei parametri caratteristici: i rapporti di compressione parziali per i cicli Brayton e pressione e temperatura massima di esercizio. Inoltre, per valutare l'influenza sulle prestazioni delle proprietà dei materiali metallici impiegati, è stata effettuata un’analisi al variare della temperatura massima raggiungibile dal fluido secondario.