Studio di fattibilità sull'integrazione impiantistica navale di reattori nucleari di nuova generazione

Abstract

Il presente lavoro di tesi, svolto in collaborazione tra Università degli Studi di Genova ed Ansaldo Nucleare S.p.A., riguarda lo studio di applicabilità di un reattore nucleare a scopo propulsivo navale. L’obiettivo della trattazione è di valutare diverse tipologie di reattori nucleari applicabili all’imbarcazione scelta andando ad analizzare i vantaggi legati all’introduzione di tale innovazione e, al contempo, evidenziare anche le possibili criticità del sistema. Per fare ciò si è partiti da una prima parte di lettura informativa sulle norme riportate nel codice introdotto nel 1981 dall’IMO (International Maritime Organization) tramite il cui studio sono state individuate le norme generali di sicurezza e progettazione del reattore nucleare da inserire a bordo evidenziando le particolari differenze con le applicazioni terrestri. Successivamente, i requisiti nucleari sono stati confrontati con i limiti e i vincoli imposti dal lato navale al fine di ottenere un’interfaccia ottimale tale da far lavorare in completa sinergia i due sistemi. Si è quindi passati a un’analisi SWOT (Strengths, Weaknesses, Opportunities, Threats), che ha permesso di evidenziare punto di forza e di debolezza delle diverse tipologie di reattore tramite l’introduzione di alcuni KPI (Key Performance Indicators), che sono stati caratterizzati con una scala qualitativa al fine di evidenziare le macro differenze. Ciò ha permesso di evidenziare le tecnologie più adatte, consentendo un’analisi più specifica delle stesse. La conclusione del lavoro è quindi rappresentata dalla definizione di due tipologie di reattore applicabili all’imbarcazione scelta così da presentare due possibili soluzioni con caratteristiche differenti. In particolare, sono stati riportati e particolareggiati gli schemi di impianto delle soluzioni proposte, restando su un livello di dettaglio riferito ai sistemi e non ancora ai componenti specifici.

This thesis work, carried out in collaboration between University of Genoa and Ansaldo Nucleare S.p.A., concerns the study of the applicability of a nuclear reactor for naval propulsion purposes. The goal of the study is to evaluate different types of nuclear reactor suitable to the chosen vessel, showing the advantages of introducing this innovation and, at the same time, highlighting the possible criticalities of the systems. In order to do this, the work started with an initial informative reading of the regulations contained in the code introduced in 1981 by the IMO (International Maritime Organization), through the study of which the general safety and design standards of the nuclear reactor to be placed on board were identified, highlighting the particular differences from land applications. Subsequently, the nuclear requirements were compared with the limits and constraints imposed by the naval side in order to obtain an optimal interface that would make the two systems work in complete synergy. The study then moved on to a SWOT (Strengths, Weaknesses, Opportunities, Threats) analysis, which made it possible to highlight the strengths and weaknesses of the different reactor types through the introduction of KPIs (Key Performance Indicators), which were characterized by a qualitative scale in order to show up the macro differences. This made it possible to spotlight the most suitable technologies, allowing a more specific analysis of them. The conclusion of the work is therefore represented by the definition of two types of reactor applicable to the chosen vessel so as to present two possible solutions with different characteristics. In particular, the system diagrams of the proposed solutions were reported and detailed, remaining on a level of detail referring to the systems and not yet to the specific components.