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CIRENE, un reattore tutto italiano

Luogo:
Data: 02/09/2010
Canale: Filmati Storici
Autori:

Fase conclusiva della costruzione deI reattore Cirene nella città di Latina.

Questo documentaro proviene dal Fondo Filmati Storici dell'ENEA, recentemente ceduto alla FONDAZIONE CENTRO SPERIMENTALE DI CINEMATOGRAFIA ARCHIVIO NAZIONALE DEL CINEMA DI IMPRESA DI IVREA.

La sigla CIRENE è nata dall’unione di CISE, il noto centro di ricerca dell’ENEL dove il reattore è stato originariamente concepito e Reattore a Nebbia; la parola nebbia non indica il ben noto fenomeno atmosferico ma è un termine ingegneristico che definisce una fase particolare dell’ebollizione dell’acqua. I suoi successivi sviluppi, resi possibili dall’intervento dell’ENEA e dell’ENEL, hanno fatto sì che oggi esso venga considerato una delle imprese tecnologiche più significative messe a punto dal nostro Paese in campo energetico.

Il CIRENE, è una centrale elettronucleare sperimentale della potenza di 40 MW elettrici, ubicata in provincia di Latina, nata come programma di sviluppo e costruzione di un prototipo di centrale nucleare di concezione originale italiana. I suoi obiettivi si sono, con il tempo, modificati trasformandosi, a seguito delle indicazioni del Piano Energetico Nazionale, in un’azione di promozione del sistema industriale italiano.

La costruzione del CIRENE, ha richiesto un complesso schema organizzativo basato sulla ripartizione dei ruoli tra l’ENEA, l’ENEL e le numerose industrie partecipanti.

-    All’ENEA sono affidati la pianificazione e la gestione generale, l’attività di promozione industriale, la fornitura del combustibile e l’utilizzo sperimentale dell’impianto.
-    I compiti dell’ENEL sono: l’architettura complessiva della centrale, la sua gestione tecnica, la realizzazione delle opere civili e la progettazione e la fornitura del Sistema convenzionale, vale a dire la parte della centrale che converte l’energia prodotta dal reattore in energia elettrica per poi immetterla in rete.
-     L’ANSALDO-NIRA, ha dal canto suo attuato la progettazione, la fornitura e il montaggio dell’impianto e l’avviamento dell’Isola Nucleare, fungendo da capofila di numerose aziende del settore meccanico ed elettromeccanico.

La Direzione Centrale per la Sicurezza e la Protezione Sanitaria dell’ENEA è infine impegnata per le autorizzazioni e i controlli previsti dalla normativa italiana in merito all’impiego pacifico dell’energia nucleare.

Vediamo ora come funziona il reattore CIRENE.

Il cuore del sistema, è costituito dalla caldaia nucleare, una vasca cilindrica di acciaio inossidabile, dove sono alloggiati in posizione verticale 60 tubi in pressione contenenti il combustibile nucleare.

Il calore, generato dal combustibile, viene asportato dall’acqua naturale, che entra dal basso nei tubi verticali e, al contatto col combustibile si trasforma in parte in vapore.

Dall’estremità superiore dei tubi, esce pertanto una miscela acqua-vapore, che viene inviata in un recipiente cilindrico a pressione, dove avviene la separazione del vapore.

Il vapore, sempre sotto pressione, viene quindi inviato nella turbina e ne provoca la rotazione.

Un alternatore, trasforma l’energia meccanica di rotazione, in energia elettrica che viene immessa in rete.

Il vapore si ritrasforma in acqua nel condensatore. Di qui, passa al recipiente cilindrico e viene rinviato mediante quattro pompe nei tubi verticali dell’Assieme Reattore.

Questi tubi sono circondati dall’acqua pesante che riempie l’Assieme Reattore e che circola in un sistema separato.

L’acqua pesante è il moderatore del processo di fissione, serve cioè a rallentare i neutroni e a mantenere la reazione a catena.

Vediamo nella realtà, alcuni dei componenti principali dello schema di funzionamento.
Questo è il recipiente cilindrico – in cui avviene la separazione del vapore dell’acqua – mentre viene inserito nell’Edificio Reattore.

Ecco una delle quattro pompe primarie che provvedono alla circolazione dell’acqua, necessaria per il raffreddamento della caldaia nucleare.

Questa è la turbina, nella quale si espande il vapore: essa entra in rotazione trascinando l’alternatore, che a sua volta produce l’energia elettrica.

Infine ecco uno scambiatore di calore del secondo sistema del moderatore - acqua pesante -, che costituisce il secondo circuito essenziale per il funzionamento dell’impianto.

Il componente centrale, che costituisce la caldaia nucleare dell’Impianto, è l’Assieme Reattore, realizzato presso l’ANSALDO-BREDA di Milano.
Pur rientrando l’impianto CIRENE nella categoria dei reattori ad acqua pesante, abbastanza diffusi, la sua costruzione ha richiesto lo svolgimento di un esteso programma di ricerca e sviluppo, promosso e condotto dall’ENEA presso i propri laboratori e presso varie organizzazioni, tra cui in primo luogo il CISE di Milano.

L’Assieme Reattore è stato trasferito con trasporto speciale dall’officina al sito di Latina.

Qui siamo all’interno dell’Assieme Reattore attraversato verticalmente dai sessanta canali di potenza. Ciascuno di essi è introdotto nelle piastre superiori ed inferiori dell’Assieme Reattore ed è bloccato su di esse mediante uno speciale collegamento meccanico che garantisce la tenuta del sistema e quindi la sua sicurezza.


-    Il combustibile del CIRENE è uranio naturale sotto forma di un suo composto: l’ossido di uranio che, ottenuto chimicamente allo stato di polvere, viene reso compatto sino a formare delle pastiglie cilindriche di diametro e di altezza di circa 19 millimetri. Le pastiglie sono poi infilate in una guaina protettiva di metallo speciale. Le pastiglie e la guaina di contenimento costituiscono una barretta. Diciotto barrette, opportunamente disposte, formano un fascio, alto 50 centimetri e del diametro di circa 10. Otto di tali fasci infilati in uno “spiedo” centrale, sono montati verticalmente, l’uno sull’altro, in ciascuno dei sessanta canali che attraversano l’ Assieme Reattore.

Ecco le pastiglie di combustibile al termine del processo produttivo presso la “Fabbricazioni Nucleari di Boscomarengo”, preformate in colonne e raccolte in appositi vassoi dove vengono sottoposte ai controlli e al peso finale, pronte così, per poter essere inserite nella guaina di contenimento.

Il combustibile del reattore viene periodicamente rinnovato mediante una macchina di carico e scarico che opera a Reattore spento. Dall’estremità inferiore di ciascun canale di potenza, la macchina di carico e scarico rimuove il tappo di chiusura del canale, estrae la colonna di fasci di combustibile esaurito, inserisce al suo posto una nuova colonna e rimette in posizione  il tappo di chiusura del canale.

A questo punto interviene una seconda macchina, la macchina di permutazione, posta al di sotto dell’Assieme Reattore che provvedere allo smontaggio dei fasci di combustibile esauriti e alla formazione dei nuovi fasci e che li trasferisce alla macchina di carico e scarico che è quindi pronta per un nuovo ciclo di ricambio.

Attraverso questo canale, i fasci di combustibile esaurito, vengono trasferiti dalla macchina di permutazione nella piscina di decadimento, nella quale viene alloggiato in condizioni di massima sicurezza sia il combustibile da immettere nell’impianto, sia il combustibile esaurito che deve raffreddarsi. Con tale processo di trasferimento, tutto il combustibile entra ed esce dal reattore, in condizione di totale automazione e senza contatto con l’ambiente esterno. Presso la FIAT-TTG sono stati costruiti i cestelli per contenere il combustibile nelle piscine.

Come per tutti gli impianti nucleari, anche per il CIRENE per limitare le conseguenze di qualunque malfunzionamento o incidente, sono stati adottati vari sistemi e barriere di sicurezza.

La prima di queste è la guaina, che avvolge le pastiglie di combustibile.
La seconda barriera è costituita dai tubi in pressione che contengono i fasci di combustibile e l’acqua di raffreddamento.

Il contenitore metallico, che racchiude l’Edificio Reattore, che qui vediamo mentre è sottoposto alle prove di collaudo per verificarne la tenuta, costituisce la terza barriera contro eventuali dispersioni di elementi radioattivi.

L’ingresso del personale nell’Edificio Reattore, inoltre, avviene sempre mediante due passaggi a doppia porta che consentono di mantenere costantemente una leggera depressione all’interno del contenitore metallico che impedisce la fuoriuscita di radioattività.

Altro componente dei sistemi di sicurezza è il condensatore di emergenza, qui mentre viene introdotto nell’Edificio Reattore che assicura l’asportazione del calore condensando il vapore quando questo non può essere inviato in turbina.

Le torri di raffreddamento che provvedono a refrigerare i componenti rilevanti dell’impianto, sono uno dei principali strumenti per lo smaltimento del calore eccessivo e fanno parte anch’esse dei molteplici sistemi di sicurezza dell’impianto.

Siamo all’inizio del 1985: ormai il CIRENE si presenta, con la sua fisionomia definitiva, come una tangibile dimostrazione della capacità italiana di realizzare, anche in campo nucleare, impianti complessi e in piena autonomia. Ora sarà compito dell’ENEA e dell’ENEL valutare il progetto durante il funzionamento e l’esercizio dell’impianto. E’ comunque certo che la qualificazione ottenuta attraverso questa impresa dall’industria nazionale, le permetterà di agire con la massima garanzia di qualità, nella costruzione delle centrali nucleari previste dal Piano Energetico Nazionale e di presentarsi con un considerevole bagaglio di esperienze sui mercati internazionali.

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