Frascati, 5/06/2009
Motivazione Tecnica della Procedura Negoziata
per la costruzione delle Alimentazioni Elettriche
dell’apparato MULTI-PINCH
DESCRIZIONE APPARATO
L’Associazione Euratom-ENEA conduce un’azione di ricerca nel campo dei
tokamak sferici, nell’ambito di una collaborazione specifica con l’Associazione
Euratom-UKAEA.
Tale collaborazione consiste nello scambio di personale e nella preparazione di un
esperimento (MULTI-PINCH/PROTO-SPHERA), da realizzare a Frascati a partire
dalla camera da vuoto dell’esperimento inglese START, gia’ trasferito da Culham a
Frascati nel 2004.
La finalita’ di MULTI-PINCH/PROTO-SPHERA e’ di studiare configurazioni di
tokamak sferico in cui il conduttore centrale del magnete è rimpiazzato da un arco
centrale. L’arco e’ tra un catodo (riscaldato in modo diretto) ed un anodo cavo (ad
emissione di gas), entrambi di forma anulare, operanti a bassa differenza di
potenziale elettrico, Ve = 100÷200 V.
La prima fase dell’esperimento (denominata MULTI-PINCH) avra’ il compito
specifico di verificare ed eventualmente correggere il corretto innesco e
mantenimento della scarica di plasma. MULTI-PINCH produrra’ una corrente d’arco
Ie≈10 kA per una durata t≈1÷2 sec. Tale corrente sara’ circa 1/6 della corrente
d’arco Ie=60 kA, prevista per la fase finale dell’esperimento PROTO-SPHERA: di
conseguenza solo le bobine magnetiche dedicate a sagomare l’arco centrale (il
cosiddetto Gruppo B) saranno presenti su MULTI-PINCH. Tali bobine sono state
ultimate presso l’ASG Superconductors S.p.A. nel giugno del 2007.
L’esperimento preliminare MULTI-PINCH utilizzera’ il catodo anulare definitivo di
PROTO-SPHERA, benche’ corredato con solo 1/6 dei filamenti emettitori di elettroni
previsti su PROTO-SPHERA. Inoltre MULTI-PINCH operera’, in un primo momento,
con un anodo cavo cilidrico ad emissione di gas (Fase I) ed in un secondo momento
(Fase II) con l’anodo anulare definitivo di PROTO-SPHERA. Il disegno complessivo
dell’apparato MULTI-PINCH e’ illustrato in Allegato (A), tale apparato e’ costruzione
presso gli stabilimenti dell’ASG Superconductors S.p.A. e sara’ ultimato entro la fine
del 2009.
PROTO-SPHERA sara’ realizzata aggiungendo a MULTI-PINCH le bobine
magnetiche dedicate ad innescare e comprimere il toro sferico intorno alla scarica
centrale ed integrando al numero definitivo i filamenti emettitori del catodo anulare.
OGGETTO PROCEDURA NEGOZIATA
La fornitura della Procedura Negoziata in oggetto consiste nella fabbricazione di
tre alimentatori elettrici di potenza necessari per il funzionamento dell’apparato
MULTI-PINCH.
Tali alimentatori, oggetto della gara, sono elencati e dettagliati in Allegato (B).
MOTIVAZIONE RICHIESTA PROCEDURA NEGOZIATA
Si richiede la Procedura Negoziata in base al Decreto Legislativo 12 Aprile 2006
n. 163 Art. 57 Comma 3 Lett. A, per i seguenti motivi:
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Frascati, 5/06/2009
L’apparato MULTI-PINCH e’ per Ricerca e Sperimentazione.
Le alimentazioni elettriche richieste sono di tipo non standard, e pertanto non
sono acquisibile ne’ come prodotto commerciale ne’ come assemblaggio di parti
acquisibili come prodotti commerciali.
PRESELEZIONE DITTE DA INVITARE ALLA TRATTATIVA PRIVATA
Le DITTE selezionate tra quelle italiane e quelle indicate dalle altre Associazioni
EURATOM per la Fusione in risposta alla richiesta ENEA ( Prot. ENEA-2009 NNNN
FPN-FUSTEC, Allegato (C) ) dovranno essere in possesso dei seguenti requisiti per
essere invitate alla TRATTATIVA PRIVATA:
a) Certificazioni…
b) Certificazioni…
c) Aver realizzato, nel triennio precedente a quello della FORNITURA in
oggetto, un fatturato complessivo per alimentazioni di potenza almeno pari a
quello indicato come prezzo massimo per la FORNITURA.
IMPORTO
L’importo complessivo massimo presunto di Euro 700.000 IVA esclusa, il cui
esatto ammontare verra’ definito in sede di affidamento a Procedura Negoziata,
trovera’ copertura in termini di programma sul bilancio di previsione 2010 e 2011
sulla commessa D079 cap. 320.
DURATA
La massima durata del contratto prevista e’ 12 mesi dalla stipula del Certificato di
Avvio Lavori.
Dott. Alberto Renieri
Direttore Dipartimenrto FPN
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ALLEGATO (A)
Figura 1 – Disegno complessivo dell’apparato MULTI-PINCH, in costruzione
presso l’ASG Superconductors S.p.A.
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ALLEGATO (B)
Descrizione degli alimentatori elettrici oggetto della Fornitura
1. Alimentatore delle bobine magnetiche (Gruppo B)
Vin: 20kVac, ±10%, 50 Hz trifase.
Vout: 350 Vdc (reazione dodecafase).
Iout: 1.9 kA (dc).
Carico previsto: R - 80 m; L – l0 mH.
Tempo di salita/discesa della corrente < 100 msec.
Durata impulso: 1 sec ripetuto ogni 10 min.
Accuratezza (incluso ripple) della corrente erogata: ±2% (riferito al valore Iout).
Regolazione in corrente a feedback tramite riferimento sia locale che remoto.
Misure locali e remote con accuratezza: ±1%: Vout, Iout.
2. Alimentatore provvisorio del catodo
Essenzialmente costituito da un trasformatore a sei secondari con regolazione della tensione
primaria. Ciascuno dei sei secondari alimenta un carico resistivo (un settore del filamento del
catodo). I sei carichi sono collegati a stella con il centro messo a massa.
Vin: 380 Vac, ±10%, trifase.
Vout: 6 uscite indipendenti 25 Vrms sfasate reciprocamente di 60°.
Iout per secondario (contemporaneamente su tutte le uscite): 1.67 kArms.
Carico previsto: resistivo collegato a stella esafase.
Tempo di salita/discesa della corrente : ~ 30 sec.
Durata impulso: 1 sec ripetuto ogni 10 min.
Regolazione contemporanea a loop aperto dell’ampiezza delle tensioni secondarie tramite
regolazione continua della tensione primaria (“variac” a stato solido) secondo un riferimento
sia locale che remoto variabile nel tempo. L’andamento tipico prevede la regolazione della
tensione primaria in modo da aspettarsi una salita delle correnti secondarie da 0 a Iout in un
tempo regolabile tra 15 e 30 sec.
Accuratezza della regolazione della tensione primaria rms: ±2%.
Misure locali e remote con accuratezza: ±1% Vout, Iout (per ciascun secondario).
Protezioni: su ciascun secondario dovrà essere installato un relè max Iout (con soglia
impostabile localmente) il cui scatto provocherà l'azzeramento della Vout in t~10 msec.
3. Alimentatore provvisorio del pinch
Vin: 20kVac, ±10%, trifase.
Vout: 350 V dc (reazione dodecafase).
Iout: l0 kA (dc).
Carico previsto: arco elettrico con tensione d'arco circa 150V (arco formato).
Tempo di salita/discesa della corrente: < 25 msec (con un’induttanza di carico di circa 1 H).
Durata impulso (piatta banda): 1 sec ripetuto ogni 10 min.
Accuratezza (incluso ripple) della corrente erogata: ±2% (riferito al valore Iout).
Regolazione in corrente a feedback tramite riferimento sia locale che remoto variabile nel
tempo.
Misure locali e remote con accuratezza: ±1% Vout, Iout.
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ALLEGATO (C)
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INTEGRAZIONE ALLA MOTIVAZIONE TECNICA RIGUARDANTE LA GARA PER LA
COSTRUZIONE DELLE ALIMENTAZIONI ELETTRICHE DELL’APPARATO MULTI-PINCH
La valutazione di massima del costo presunto per l’apparato MULTI-PINCH di
P_2007MULTI-PINCH
= 583.000 Euro (IVA Esclusa)
e’ stata fatta a partire da due computi completamente indipendenti ma che danno praticamente lo stesso risultato:
1) Aggiornamento Valutazione 2001 del progetto PROTO-SPHERA (di cui MULTI-PINCH e’ la prima
fase), eseguito dalla Sezione di Ingegneria del Dipartimento Fusione (Capitolo 13 del Report 2001 di
PROTO-SPHERA).
2) Valutazione a partire dal costo delle bobine magnetiche per il progetto MULTI-PINCH inscatolate in
acciaio Inox per vuoto spinto (data consegna Giugno 2007/ prot. ENEA/2005/34850/FUS-STG).
1) Aggiornamento Valutazione 2001 del progetto PROTO-SPHERA( I.V.A. Esclusa)
Questa valutazione e’ stata fatta:
togliendo dal costo totale stimato nel 2001 le parti che non fanno parte di questa gara e che riguardavano
l’intero esperimento PROTO-SPHERA e lasciando le sole parti di MULTI-PINCH
aggiornando al valore del 2007 la valutazione costi del 2001
Nel Report 2001 per la camera da vuoto ed i supporti esterni ed interni veniva indicata la cifra di:
P_PROTO-SPHERA(CV&Sostegni)
= 570.000 Euro
+ 77.500 Euro di progettazione che nel contratto attuale di MULTI-PINCH non deve essere conteggiata dato che
il progetto e’ stato sviluppato quasi completamente dall’ENEA.
Al valore stimato nel 2001 va inoltre tolto il valore della parte di Camera da Vuoto che ci e’ stata fornita dai
Laboratori di Culham e che viene stimata in circa
P_2001_ PROTO-SPHERA(CV-Culham)
= 200.000 Euro.
La parte Anodo e Catodo veniva stimata
P_2001_ PROTO-SPHERA(Catodo&Anodo&Raff.) = 230.000 Euro
+ 50.000 Euro di progettazione. Anche in questo caso la progettazione e’ stata eseguita dall’ENEA e dunque non
deve essere conteggiata. Inoltre vanno tolti dai 230.000 Euro il valore del sistema di raffreddamento, che in
MULTI-PINCH non e’ necessario, questo pari a
C_2001_ (Raffreddamento)
= 30.000 Euro
P_2001_ PROTO-SPHERA(Catodo&Anodo)=P_ PROTO-SPHERA(Catodo&Anodo&Raff.) –
C_2001Raffreddamento
= (230.000 –30.000) Euro
= 200.000 Euro
Questa perte ai valori 2001 e’ dunque:
P_ PROTO-SPHERA(CV&Sostegni&Catodo&Anodo) =
P_PROTO-SPHERA(CV&Sostegni) - P_ PROTO-SPHERA(CV-Culham) + P_ PROTO-SPHERA(Catodo&Anodo) =
570.000 – 200.000 + 200.000
= 570.000 Euro
L’ aggiornamento dei costi ai valori del 2007 e’ stata fatta tenendo conto della variazione dei costi dei
materiali, e della manodopera che nel periodo in esame sono stati dei seguenti fattori:
F_Materiale2007/2001
= 2 (dati: A.N.I.M.A.-Associazioni Nazionali Industria Meccanica Varia ed
Affine)
F_Manodopera2007/2001 = 1.12 (dati: I.S.T.A.T.)
Nella valutazione 2001 il peso relativo di questi fattori era:
P_CM =0.1 (10% costo di materiale )
P_CPS=0.9 (90% costo di personale specializzato)
La struttura dei costi dipende dal fatto che il progetto e’ di alta tecnologia e che dunque vi e’ prevalenza del
costo della manodopera, compreso il costo della certificazione di Qualita’, rispetto al costo del materiale.
Applicando questi fattori pesati alla P_PROTO-SPHERA(CV&Sostegni&Catodo&Anodo) otteniamo per il progetto MULTIPINCH:
P_2007_ MULTI-PINCH(CV&Sostegni&Catodo&Anodo) =
P_ 2001_PROTO-SPHERA(CV&Sostegni&Catodo&Anodo) * P_CM * F_Materiale2007/2001 +
P_ 2001_PROTO-SPHERA(CV&Sostegni&Catodo&Anodo) * P_CPS * F_Manodopera2007/2001 =
570.000 * 0.1 * 2 + 570.000 * 0.9 * 1.12 ≈688 Euro
Infine va sottratto il valore della parte piu’ critica dell’Anodo e del Catodo che verra’ costruita dall’ENEA; tale
valore dovra’ essere sottratto alla stima 2001 aggiornata al 2007:
ValoreAnodo&Catodo(ENEA)
≈ 100.000 Euro.
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Frascati, 5/06/2009
P_2007_ MULTI-PINCH =
P_2007_ MULTI-PINCH(CV&Sostegni&Catodo&Anodo) - ValoreAnodo&Catodo(ENEA)
≈ 688.000 - 100.000
= 588.000 Euro
2) Valutazione a partire dal costo delle bobine magnetiche per il progetto MULTIPINCH (I.V.A. Esclusa)
Per quel che riguarda il punto (2) una valutazione indipendente dalla precedente e’ stata fatta a partire
dall’ultima gara assegnata per le bobine di MULTI-PINCH (data consegna Bobine Giugno 2007).
La valutazione di massima e’ la seguente:
Costo_Bobine+Progetto
Peso_BobineMULTI-PINCH
= 160.000 Euro
= 1.200 Kg
Il costo di progettazione delle bobine, deve essere sottratto perche’ non vi e’ analoga progettazione nella gara
per l’apparato MULTI-PINCH, e’dato da:
Perc_Progettazione_Bobine
= 0.25 del Costo_Bobine+Progetto
Costo_BobineMULTI-PINCH= Costo_Bobine+Progetto * (1- Perc_Progettazione_Bobine) =
160.000 * ( 1 – 0.25 )
= 120.000 Euro
Tenendo conto che il peso delle parti da costruire per l’apparato MULTI-PINCH e’:
PMULTI-PINCH = 7.200 Kg
il rapporto tra il peso delle parti in oggetto e delle bobine e’:
R_PesoMULTI-PINCH/BOBINE = PMULTI-PINCH/ Peso_BobineMULTI-PINCH= 7.200 /1.200 Kg = 6
Il costo stimato in base al peso per l’apparato MULTI-PINCH che ne deriva e’:
CostoMULTI-PINCH = Costo_BobineMULTI-PINCH * R_PesoMULTI-PINCH/BOBINE
= 120.000 Euro * 6
= 720.000 Euro
Questo valore e’ maggiore di circa il 20% del prezzo stimato al punto (1) .
Questa valutazione e’ comunque assolutamente congrua con la valutazione del punto (1) se si tiene conto del
fatto che le lavorazioni delle bobine con casing in Inox in grado di lavorare sotto vuoto spinto richiedono l’uso di
tecnologie costruttive piu’ complesse e costose di quelle necessarie per la costruzione delle parti del Progetto
MULTI-PINCH della gara in oggetto.
Conclusioni
Risulta dunque confermata anche da questa analisi la correttezza della previsione di spesa ricavato nel punto (1)
P_2007_ MULTI-PINCH
= 588.000 Euro
Tale prezzo che con I.V.A. risulta essere
P_2007_(+I.V.A.)_MULTI-PINCH
≈ 705.000 Euro e’ stato infine approssimato a:
= 700.000 Euro (I.V.A. Inclusa) corrispondente a:
P_2007_MULTI-PINCH
= 583.000 Euro (I.V.A. Esclusa)
(Ing. Giuseppe Maffia)
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