Innovative Steam Generator for Sodium-Cooled Fast Reactors

I reattori convenzionali raffreddati a metallo liquido fanno uso di uno scambiatore sodio primario – sodio intermedio (IHX) per proteggere il reattore in caso di reazione tra il sodio intermedio e l’acqua. Il sistema del sodio intermedio (o secon-dario) è un sistema molto complesso e, dal punto di vista dell’efficienza, della semplicità e del costo di realizzazionedell’intero impianto, eliminare tale unità risulterebbe estremamente vantaggioso.
Il particolare scambiatore di calore qui proposto consente di eliminare l’IHX e, allo stesso tempo, di separare l’unità di pro-duzione del vapore dal sodio che fluisce nel nocciolo, la parte più critica dell’intero impianto. La soluzione si basa su un picco-lo vessel (candle) immerso nel refrigerante primario (sodio), riempito con metallo liquido stagnante (fluido di filling), il quale trasferisce calore a semplici tubi, all’interno dei quali scorre acqua per la produzione di vapore.
Il punto più critico è rappresentato dalla scelta del fluido di filling più appropriato dal punto di vista delle prestazioni termo-idrauliche e di compatibilità con i materiali strutturali.
Nel lavoro si analizzano i passi del progetto termo-idraulico preliminare e le successive verifiche di sicurezza.
Viene quindi proposto un possibile layout di impianto per una unità a reattore veloce nella quale la sezione di scambio ter-mico è basata sul generatore di vapore innovativo qui presentato.