¿Qué es un presurizador?
Un presurizador es un tanque cilíndrico de gran tamaño instalado dentro de un sistema de refrigerante de reactor de agua a presión. Su función principal es regular la presión del refrigerante del sistema primario, aunque también se utiliza para la detección del nivel de agua y como un dispositivo de alivio de presión.
Partes del Presurizador Nuclear
¿Cómo funciona un presurizador?
El refrigerante primario puede ser calentado por el reactor o por calentadores eléctricos en la base del presurizador. Cuando la temperatura del refrigerante primario aumenta, su volumen se expande. Esta expansión también ocurre dentro del presurizador, ya que está conectado al sistema de refrigerante primario a través de una línea de sobrepresión. La expansión térmica del refrigerante primario provoca que el vapor en la parte superior del presurizador se comprima y la presión del sistema aumente.
La presión del sistema puede ser reducida al rociar agua relativamente fría en el presurizador a través de una boquilla de rociado. Esto provoca que el vapor dentro del presurizador se condense, reduciendo así su volumen y disminuyendo la presión del sistema de refrigerante primario.
Los presurizadores son componentes críticos de seguridad dentro de una planta de energía PWR, ya que mantienen el refrigerante primario en estado líquido, reduciendo así la probabilidad de que el núcleo del reactor se sobrecaliente.
Presurizadores Dinámicos y Estáticos
La presión en el circuito primario de un reactor de agua a presión (PWR) se mantiene mediante un presurizador. Los presurizadores pueden ser estáticos o dinámicos; este modelo 3D representa un presurizador dinámico. Un presurizador dinámico cumple las siguientes funciones.
- Mantener la presión de un sistema por encima de su punto de saturación.
- Proporcionar un medio para controlar la expansión y contracción del fluido del sistema.
- Proporcionar un medio para controlar la presión de un sistema.
- Proporcionar un medio para eliminar gases disueltos del sistema ventilando el espacio de vapor del presurizador.
¿Cuáles son las principales partes de un presurizador nuclear?
Recipiente
El presurizador proporciona un punto en el sistema del reactor donde el líquido y el vapor pueden mantenerse en equilibrio bajo condiciones saturadas, para fines de control. Aunque los diseños difieren de una instalación a otra, un presurizador típico está diseñado para un máximo de aproximadamente 2,500 psi (≈172 bar) y 680°F (≈360°C). Las cabezas hemisféricas superior e inferior del presurizador suelen estar construidas de acero al carbono, con revestimiento de acero inoxidable austenítico en todas las superficies expuestas al sistema de agua del reactor.
Ventilación
Una ventilación se utiliza para eliminar gases disueltos del sistema; un desaireador cumple una función similar en un circuito de agua de alimentación de caldera. Aunque muchos gases disueltos se ventilan desde el presurizador, la eliminación de oxígeno y dióxido de carbono es de mayor importancia. El oxígeno hace que el agua sea corrosiva, mientras que el dióxido de carbono reduce el pH del agua, haciéndola más ácida y, por lo tanto, más corrosiva.
Boquilla de Rociado
La presión dentro del presurizador se reduce utilizando una boquilla de rociado. Una boquilla de rociado es un dispositivo ubicado en la parte superior del presurizador; se utiliza para atomizar el agua entrante desde la rama fría. Rociar agua fría en el presurizador reduce la temperatura del agua dentro del presurizador y causa que parte del vapor se condense, lo que resulta en una reducción de la presión del sistema.
Difusor de Sobrepresión
Un difusor de sobrepresión está instalado en la base del presurizador. El agua descargada del presurizador pasa a través de la línea de sobrepresión y hacia el circuito primario.
Conjunto de Calentadores Eléctricos
Los calentadores eléctricos se utilizan para calentar el agua dentro del presurizador. Cuando el agua alcanza su temperatura de saturación, comienza a hervir. El agua hirviendo llena el vacío por encima del nivel de agua de operación normal, creando un ambiente saturado de agua y vapor. La temperatura del agua determina la cantidad de presión desarrollada en el espacio de vapor, cuanto más tiempo estén en funcionamiento los calentadores, más caliente se vuelve el ambiente. Cuanto más caliente es el ambiente, mayor es la cantidad de presión.
Boquilla de Detección de Nivel
Los sensores de nivel están instalados en varios puntos del recipiente del presurizador. El monitoreo en tiempo real del nivel de agua del presurizador asegura que el personal sea alertado de inmediato si el nivel de agua del presurizador disminuye. En este modelo 3D, el sensor de nivel estaría montado en esta ubicación, y la misma ubicación más abajo en la carcasa del presurizador.
Válvula de Alivio
Un presurizador controla la presión del sistema de agua de enfriamiento y actúa como un dispositivo de alivio de presión para el sistema. Una válvula de alivio operada por piloto (PORV) está instalada en la parte superior del presurizador. Si la presión del sistema aumenta por encima de un punto de ajuste dado, la PORV se abre y el vapor se descarga a un tanque de alivio. Un dispositivo de alivio secundario (a menudo un disco de ruptura) se proporciona como una medida de seguridad adicional.
Nivel de Agua de Operación Normal (NOWL)
El presurizador está ubicado más alto que otros recipientes de presión de agua de enfriamiento del reactor. Es el único recipiente que no está completamente inundado con agua de enfriamiento. Como el presurizador tiene un nivel de agua de operación normal, se puede medir para proporcionar una advertencia temprana si el nivel de refrigerante del reactor disminuye.
Recursos Adicionales
https://en.wikipedia.org/wiki/Pressurizer
https://www.nuclear-power.net/pressurizer
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/pressuriser