Dubbi sulla sicurezza della centrale solare termodinamico progetto Archimede ENEA

[Bounty_]

Premessa:

Il progetto Archimede dell'ENEA: http://www.enea.it/com/solar/index.html
ha un'innovazione molto importante: usa un fluido termovettore a sali fusi,
cio' permette di raggiungere temperature piu' alte dei precedenti oli minerali
altobollenti; inoltre mentre se l'olio derivato dal petrolio se accidentalmente
disperso nell'ambiente e' particolarmente inquinante, mentre uno dei 2 usi
normali di questi sali fusi e' l'impiego come concime, quindi abbastanza
innoqui se accidentalmente cadessero sul terreno.
Questi sali fusi scaldati da 290 a 600°C quando c'e' sole, vengono accumulati
in un grosso serbatoio con le pareti d'acciaio e mattoni refrattari all'esterno.
Questo permette di consevare il calore per far funzionare la centrale anche di
notte e nei giorni senza sole!

La miscela di sali fusi in questione e' composta da:
60% NaNO3 CAS 7631-99-4 Scheda_di_sicurezza_NaNO3 (ATTENZIONE)
40% KNO3 CAS 7757-79-1 Scheda_di_sicurezza-KNO3 (ATTENZIONE)

Da: http://www.ilo.org/public/english/pr...1/icsc0185.htm

NaNO3 Boiling point (decomposes): 380°C

Da: http://www.ilo.org/public/english/pr...1/icsc0184.htm

KNO3 Decomposes below boiling point at 400°C

Mi domando quale sia il rischio di decomposizione violenta di questi due composti,
se possa essere aumentato da: confinamento, impurita' , dimensione del deposito:
ci sono composti che in piccoli depositi sono assolutamente innoqui
ma in dimensioni da silos non sono neanche da prendere in considerazione.

Ho cercato in:
http://www.ilo.org/public/english/pr...asht/index.htm
in qualcuno di questi collegamenti che sono veramente tanti:
http://www.ilpi.com/msds
http://en.wikipedia.org/wiki/Material_safety_data_sheet

Il serbatoio di accumulo della centrale a 380°C sembra pericoloso alla
luce di questi dati, ma lungi da me lanciare allarmismi, considerata
l'esiguita' dei dati.
Attendo fiducioso contributi seri su questo dubbio.

Ciao


--------------------ERRATA CORRIGE-----------------------
Il fluido termovettore a sali fusi non e' innovativo come ho detto sopra perche':
Da:
http://en.wikipedia.org/wiki/Themis_...power_plant%29

The Themis solar power tower was opened by EDF in May 1983 in Targassonne,
France (French Cerdagne). It had a power output of 2 MW.
Construction started in 1979 for a cost of 300 millions French francs.

molten salts were potassium nitrate (53%), sodium nitrite (40%) and sodium nitrate (7%).
Their entry temperature was 250 °C and their exit temperature 450 °C

[andrineri]

Il nitrato di potassio (KNO3) è certamente molto reattivo, almeno che il sale fuso non sia confinato strettamente in un ambiente inerte, penso che sia abbastanza difficile tenerlo "pacifico" troppo a lungo... penso che sarebbe più comodo e saggio usare qualche sale un po' meno "vivace".

[Bounty_]

La miscela di sali NaNO3 e KNO3 dovrebbe fondere a 300°C e bollire a 400°C.
ENEA dichiara che lavorano tra 290°C e 550°C.
Da: http://www.enea.it/com/solar/linee/f_termovettore.html

Originariamente inviato da ENEA

la temperatura massima è limitata dal fatto che oltre i 600 °C
possono insorgere potenziali problemi di corrosione dei materiali.

Da:
http://www.enea.it/com/solar/doc/csp.pdf

Originariamente inviato da ENEA

Questo tipo di fluido consente temperature operative non superiori a
400 °C; ciò limita il rendimento termodinamico del gruppo di generazione a vapore.

Le centrali termiche piu' alta e' la temperatura a cui riescono a portare
un'identica quantita' di vapore piu' efficente e' il processo di produzione
dell' energia. Il limite di solito e' dovuto alla perdita di resistenza
dell'acciaio a temperature di circa + di 1000°C.

Perche' non hanno usato il Sodio come fluido termovettore?
Sodio temperatura di fusione 100°C temperatura di ebollizione 880°C.
Usato a suo tempo come fluido termovettore nella centrale Superphoenix
in Francia.

Oppure perche' non l'idrossido di sodio, NaOH ?
NaOH temperatura di fusione 320°C , temperatura di ebollizione 1390°C.

Qualcuno ha qualche idea?

---------------------------AGGIUNTA---------------------------------

Ora invio una mail all' ENEA ed una all' ENEL e li invito anche a rispondere
direttamente qui'.

Ho inviato una posta elettronica a [email protected]

[NeroCupo]

Allora...
1) Il sodio e l'idrossido di sodio non sono esattamente innocui (il primo soprattutto: a contatto con l'acqua libera idrogenco che si infiamma sicuramente a quelle temperature). Consideriamo però che anche se succedesse un incidente, in ogni caso la temperatura dei sali li farebbe risultare estremamente pericolosi (a contatto con sostanze infiammabili scatenerebbe un inferno), quindi a livello di pericolosità siamo lì lì o forse addirittura peggio.
2) Effettivamente l'uso di sostante altamente ossidanti e a riscio di decomposizione ad alta temperatura è una scelta a dir poco discutibile: O all'ENEA sono impazziti o sanno qualcosa che noi non sappiamo...

In conclusione: condivido i tuoi dubbi e li sottoscrivo appieno

[kaioh]

orsù, nessuna centrale è immune da rischi .

[Bounty_]

Qui' http://www.enea.it/com/solare/SolarT.pdf ho trovato che:
la formazione di NaO e' da evitarsi perche' deposita ed e' corrosivo per i tubi.
Che i tubi per quella miscela di sali devono essere di 9Cr-1Mo o di 316SS
oppure di acciai inossidabili della serie 300 o 800 per resistere bene alla
corrosione.
Il discorso e' limitato pero' a miscele di nitrati e nitriti di Na, K, Ca.

Pero' non si capisce ancora perche' l' Na puro o l' NaOH non vadano bene ?

[stbarlet]

il sodio forse per il costo?

[xenom]

il sodio oltre a essere molto costoso è altamente reattivo, basta un po' di umidità e prende fuoco
l'NaOH è molto igroscopica...

[Bounty_]

Originariamente inviato da xenom

il sodio oltre a essere molto costoso

Se wikipedia non mente non costa poi tanto :
Da:
http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium

Metallic sodium costs about 15 to 20 US cents per pound (US$0.30/kg to US$0.45/kg) in 1997
but reagent grade (ACS) sodium cost about US$35 per pound (US$75/kg) in 1990.

Costo che per costruire la centrale nucleare Superphoenix i francesi hanno sostenuto.

Originariamente inviato da xenom

il sodio è altamente reattivo, basta un po' di umidità e prende fuoco
l'NaOH è molto igroscopica...

E credi che non lo sapessi? Si parla di circuiti chiusi con la parte superiore del
serbatoio riempita di gas inerte.

Comunque il tuo intervento a qualcosa e' servito: sapendo che il sodio e'
stato usato nella centrale di Superphoenix in Francia sono andato su wikipedia
per citarlo e ho visto che il sodio ha dato problemi di corrosione:
"the liquid sodium cooling system suffered from corrosion and leaks"

Resta ancora in questione l'ipotesi di usare l'NaOH come fluido termovettore.

Ciao

[xenom]

sti cazzi così poco costa il sodio?

figata se sapessi dove comprarlo mi farei la scorta

cmq esistono delle leghe tipo indio, stagno, gallio ecc. che fondono anche sotto i 100° e non sono reattive...

[xenom]

Originariamente inviato da Bounty_

Resta ancora in questione l'ipotesi di usare l'NaOH come fluido termovettore.

Ciao

spetta ma fammi capire una cosa che non ho capito: cercano un fluido che bolla a temperature molto alte e che fonda a basse temp? non ho ben capito...
cmq immagino che bisogni tener conto delle capacità e conduttività termiche dei vari vettori, dovresti vedere le caratteristiche termiche dell'NaOH...

Da quello che so attualmente si usa il vapore saturo perché ha una conduttività (o capacita, anche queste le confondo sempre ) termica molto alta, ed alle alte pressioni può raggiungere anche i 400°C.

[Bounty_]

Originariamente inviato da xenom

cmq esistono delle leghe tipo indio, stagno, gallio ecc. che fondono anche sotto i 100° e non sono reattive...

E' vero che le tubazioni sono chiuse ma, in caso di una perdita controllato eventuale incendio resta
la contaminazione e, stagno e composti inquinano, composti di indio inquinano e sono altamente tossici.

Il gallio non saprei , candidiamolo.

Originariamente inviato da xenom

spetta ma fammi capire una cosa che non ho capito: cercano un fluido che bolla a temperature molto alte e che fonda a basse temp?

Esatto.

Originariamente inviato da xenom

cmq immagino che bisogni tener conto delle capacità e conduttività termiche dei vari vettori, dovresti vedere le caratteristiche termiche dell'NaOH...

Si' ma non solo, credo che conti anche viscosita' e densita' il fluido deve circolare in un sistema idraulico quindi piu'
bassa e' la viscosita' , bassa densita', alta capacita' termica, che sia liquido a temperatura ambiente e che abbia una
temperatura di ebollizione superiore a quella in cui l'acciaio dei tubi comincia a perdere resistenza meccanica
(la temperatura in cui l'acciaio dei tubi comincia a perdere resistenza meccanica e' qualche centinaio di gradi
sotto la temperatura di fusione del ferro 1538°C) , che abbia un tasso di corrosione dei tubi d'acciaio,
intorno ad 1mm al secolo e, che abbia un basso prezzo e facile reperibilita' , queste sono le caratteristiche ideali.
Viene usato anche come accumulatore di energia termica, non solo come vettore.

Originariamente inviato da xenom

Da quello che so attualmente si usa il vapore saturo perché ha una conduttività (o capacita, anche queste le confondo sempre )
termica molto alta, ed alle alte pressioni può raggiungere anche i 400°C.

Si' , si cerca pero' di raggiungere temperature piu' alte. In piu' essendo vapore e non liquido conduce il calore piu' rapidamente ma,
ha minore capacita' termica rispetto ad un liquido.

Aspetto una risposta a queste domande dall'ENEA a cui ho inviato una posta elettronica invitandoli a rispondere
qui' o alla mia posta elettronica.

Ciao