Descrizione del Sistema criogenico PIAVE

Transcript

1 Descrizione del Sistema criogenico PIAVE

2 Specifiche Sistema criogenico Potenza refrigerante richiesta: 215 W a 4.5 K; 500 W a 60/80 K di cui 300 a carico dell azoto liquido e 200 a carico del gas elio Scelte progettuali: Accessibiltà anche durante il funzionamento delle macchine. Utilizzo di valvole criogeniche accessibili e controllabili dall esterno. Ridondanza del 50% in termini di potenza refrigerante Refrigeratore commerciale standard Utilizzo del sistema di recupero di gas elio dell impianto ALPI Utilizzo dell azoto liquido proveniente dal recipiente del sistema di emergenza ALPI Sistema a turbine per limitare le fonti di rumore meccanico Augusto Lombardi Sistema criogenico PIAVE 2

3 Augusto Lombardi Sistema criogenico PIAVE 3

5 SCHNITT A-A Augusto Lombardi Sistema criogenico PIAVE 5

7 Tipo di refrigeratore Refrigeratore LINDE TCF 50 con pre-raffreddamento in azoto. (LISA modificato) compressore Valvola J-T Scambiatori di calore filtro recupero bottiglie di gas puro turbine criostati Serbatoio di elio liquido per la separazione liquido gas Sistema di distribuzione Augusto Lombardi Sistema criogenico PIAVE 7

8 Componenti del sistema Refrigeratore a due turbine e valvola J-T con raffreddamento del gas in controflusso del gas. Pressione di ingresso 13.2 bar, pressione di uscita 1.05 bar, pressione nelle linee di distribuzione 1.3 bar Pressione di uscita della prima turbina 4.45 bar Temperatura del gas per il raffreddamento degli schermi da 33 a 99.7 K, dopo la prima turbina con potenza refrigerante disponibile di 525 W Autoconsumo 25 W Potenza refrigerante 4.5 K 406 W Consumo di azoto bar Augusto Lombardi Sistema criogenico PIAVE 8

9 continua Compressore di ciclo e sistema di purificazione dall olio Compressore a vite con emulsione elio-olio Capacità 63.5 g/s Salto di pressione da 1.05 a 14 bar Raffreddato ad acqua Serbatoio di gas puro da 20 m 3 Serbatoio di elio liquido per la separazione di fase da 3500 litri (3000 litri utili) Purificatore criogenico con raffreddamento ad elio e vuoto comune con la il refrigeratore Linee di distribuzione dei fluidi refrigeranti con criostato per le valvole Sistema di controllo di pressione per il gas elio dal serbatoio di gas puro Sistema di controllo e gestione dell impianto (SIMATIC S7-400) Augusto Lombardi Sistema criogenico PIAVE 9

16 Test di potenza del refrigeratore Il test della potenza refrigerante dell impianto in oggetto è stato effettuato nei giorni 20 e 21 Settembre Il primo test effettuato nei giorni 22 e 23 Maggio 2002 ha fornito esito negativo, causa non perfetto set up delle valvole JT. Detto set up è stato perfezionato dalla società Linde nel mese di Agosto. Augusto Lombardi Sistema criogenico PIAVE 16

17 continua L impianto ha fornito: 1) K per almeno 30 minuti senza LN2 2) K per almeno 30 minuti con LN2 (limite dell alimentatore resistenza) Considerando che l equivalenza teorica di K K (non essendo possibile una verifica sulla linea a 77 K perché non ancora installata) le prestazioni dell impianto soddisfano i requisiti riportati nel documento: Request for the quotation for the transfer of part of the Helium refrigeration plant presently installed in the LNF, its integration and modification and its installation in the LNL to operate for the refrigeration of the new positive ion injector PIAVE. Augusto Lombardi Sistema criogenico PIAVE 17

18 Conclusioni Impianto installato e funzionante (ha già fornito anche elio liquido per utenze e purificato gas per altri liquefattori TCF20) La macchina ha funzionato da ottobre a dicembre in continua Appena possibile (secondo trimestre 2003) proveremo le linee di distribuzione che restano Augusto Lombardi Sistema criogenico PIAVE 18

19 Reintegro gas elio puro e non Circuiti elio gas Tre Circuiti di ciclo (ALPI; PIAVE;TCF20) Un circuito di recupero con pallone pressostatico cinque compressori (uno da installare) Produzione elio liquido litri anno Utilizzo dall utenza finale Perdite : % purificatori % compressori recupero % dryer % linee % impurità TOTALE 15% > REINTEGRO LITRI IN GAS Augusto Lombardi Sistema criogenico PIAVE 19