Introducción
Un modelo interactivo en 3D de un reactor de agua en ebullición (BWR) utilizado frecuentemente en plantas de generación de energía nuclear.
Funcionamiento de los Reactores de Agua en Ebullición
Este video es parte de nuestro Curso de Introducción a Calderas de Vapor y Termodinámica
Componentes del Reactor de Agua en Ebullición (BWR)
Visión General
Los recipientes del reactor utilizados para una línea de productos particular dependen de la antigüedad de la planta, las regulaciones de enfriamiento del núcleo, el tipo de sistema de recirculación y la tecnología utilizada durante su diseño. El recipiente del reactor alberga el núcleo del reactor, sirve como parte del límite del refrigerante del reactor, soporta y alinea las barras de combustible y control, proporciona un camino de flujo para la circulación del refrigerante más allá del combustible, elimina la humedad del vapor que sale del recipiente del reactor, limita el movimiento descendente de la barra de control tras una falla postulada de una carcasa de accionamiento de barra de control, y en todos los casos excepto en la línea de productos BWR/2 proporciona un volumen interno que puede ser inundado nuevamente tras un accidente de pérdida de refrigerante.
Recipiente del Reactor BWR
Este recipiente BWR es un recipiente a presión aislado montado verticalmente dentro del pozo seco y está compuesto por una carcasa cilíndrica con un fondo hemisférico integral; la cabeza superior también es hemisférica pero es removible para facilitar las operaciones de recarga de combustible. El material base del recipiente es acero al carbono de alta resistencia. Todas las superficies internas, incluyendo la carcasa, las cabezas, las bridas y los accesorios, están revestidas con acero inoxidable Tipo 304 con un grosor de 0.25 pulgadas. Las boquillas pequeñas que no son prácticas de revestir internamente con superposición de acero inoxidable son de aleación sólida de níquel-cromo-hierro.
Cabeza del Recipiente
La cabeza del recipiente está unida a la carcasa del recipiente por pernos de seis pulgadas de diámetro que están roscados en casquillos en la brida del recipiente. Las arandelas esféricas y las tuercas de cierre están marcadas en conjuntos de dos y se utilizan en conjuntos. Para asegurar la cabeza a la carcasa del recipiente, los pernos se alargan mediante tensores hidráulicos de pernos, lo que permite girar las tuercas mientras el perno está bajo tensión.
La fuga de refrigerante y vapor radiactivo a la atmósfera, entre las superficies de acoplamiento de las bridas del recipiente y de la cabeza de cierre, se contiene mediante dos juntas tóricas autoenergizantes. Estas juntas tóricas de Ni-Cr-Fe (Inconel) plateadas y pulidas tienen un diámetro de aproximadamente 0.50 pulgadas. Las juntas tóricas están diseñadas para no tener fugas detectables a través del miembro interno o externo durante cualquier condición de operación del reactor.
Internos del Recipiente
Los principales componentes internos del recipiente del reactor incluidos en este reactor de agua en ebullición son el conjunto de soporte del núcleo, la envoltura del núcleo, el difusor, la placa del núcleo, la rejilla superior del núcleo, el sistema de rociado del núcleo, el rociador de agua de alimentación, los separadores de vapor y los secadores.
Conjunto de Soporte del Núcleo
El conjunto de soporte del núcleo consiste en un anillo forjado de acero inoxidable que está soldado a un segmento de Inconel. El segmento de Inconel está soldado a la carcasa inferior del recipiente. El conjunto de soporte del núcleo soporta la envoltura del núcleo y separa la succión del sistema de recirculación de su descarga.
Envoltura del Núcleo
La envoltura del núcleo está soportada por el conjunto de soporte del núcleo. La envoltura del núcleo junto con el conjunto de soporte del núcleo forma un anillo de agua de 17 pulgadas dentro de la pared del recipiente del reactor. Además, una barrera de flujo es proporcionada por la parte inferior de la envoltura y el conjunto de soporte. Esta falda cónica, soldada a la pared del recipiente del reactor, separa efectivamente el flujo de entrada del núcleo de recirculación del flujo del anillo de descenso.
Difusor
El difusor del recipiente es una carcasa cilíndrica que cuelga hacia abajo desde un estante proporcionado por una viga anular. El difusor contiene cientos de agujeros de 1.25 pulgadas de diámetro y tiene aproximadamente ocho pies de altura. El difusor sirve para dos propósitos; previene el contacto directo del flujo de recirculación con los tubos guía de las barras de control, y proporciona un flujo uniforme de refrigerante por debajo de la región de orificios de combustible.
Placa del Núcleo
La placa del núcleo está provista para guiar y alinear lateralmente el tubo guía de las barras de control y las piezas de soporte de combustible. Los conjuntos de combustible periféricos ubicados fuera del patrón de barras de control están soportados verticalmente por la placa del núcleo. Estos conjuntos de combustible periféricos descansan en una pieza de soporte de combustible que está soldada a la placa del núcleo. La placa del núcleo previene que el flujo de recirculación pase por alto los conjuntos de combustible dirigiendo el flujo hacia el tubo guía de las barras de control.
Rejilla Superior del Núcleo
La rejilla superior del núcleo o guía superior está montada y soportada por soportes dentro de la envoltura. Se proporcionan pernos para posicionar lateralmente y nivelar la guía superior. La mitad de los pernos de sujeción se utilizan para fijar la guía superior al borde de la envoltura del núcleo.
Rociador de Núcleo
Los bucles de rociado de núcleo independientes están instalados en el recipiente por encima de la rejilla superior del núcleo (guía superior) y dentro de la envoltura del núcleo. Los bucles están conectados al sistema de rociado del núcleo que se utiliza para enfriar el núcleo en condiciones de accidente de pérdida de refrigerante.
Rociador de Agua de Alimentación
Los rociadores de agua de alimentación están montados en la pared del recipiente del reactor en la parte superior de la región del anillo de descenso o anillo. Los rociadores, cada uno suministrado por una de las dos boquillas de agua de alimentación, completan un semicírculo del interior del recipiente y descargan agua radialmente hacia adentro. Un número de agujeros de 1 pulgada en cada rociador permite que el agua de alimentación más fría se mezcle con el flujo de recirculación del anillo de descenso antes de entrar en contacto con el recipiente.
Separador de Vapor
El conjunto del separador de vapor consiste en la cabeza de la envoltura y una serie de tubos verticales con separadores de vapor ubicados sobre cada tubo. La cabeza de la envoltura se acopla con la envoltura del núcleo y está atornillada a ella. La cabeza de la envoltura es una unidad abombada y forma la cubierta de la región del plenum de descarga del núcleo. Un contacto metal con metal sella el conjunto del separador y la brida de la envoltura del núcleo.
Secador de Vapor
Los secadores de vapor son necesarios para secar el vapor húmedo. El conjunto del secador está soportado por almohadillas internas del recipiente. Las guías verticales dentro del recipiente proporcionan alineación durante la instalación; los pernos de sujeción mantienen la unidad en posición.
El conjunto del secador está montado en el recipiente por encima del conjunto del separador de vapor y forma la parte superior y los lados del plenum de vapor húmedo. El vapor que ha pasado a través de los separadores entra en las unidades de secado tipo chevron. Una serie de canales y tubos eliminan la humedad restante que fluye hacia el anillo de descenso.
Recursos Adicionales
https://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_water_reactor