Ing. Mecánica Eléctrica
Mendoza Chávez GiovanniPulido Corte Julio Amadeus
Central NucleoeléctricaDe Laguna Verde
¿Qué es una Central Nuclear?
¿Cómo funciona unaCentral Nucleoeléctrica?
Conversión de calor en energía eléctrica
1.-La energía del combustible se utiliza para producir vapor a elevada presión y temperatura.
¿Cómo funciona unaCentral Nucleoeléctrica?
Conversión de calor en energía eléctrica
2.- La energía del vapor se transforma en movimiento de una turbina.
¿Cómo funciona unaCentral Nucleoeléctrica?
Conversión de calor en energía eléctrica
3.- El giro del eje de la turbina se transmite aun generador, que produce energía eléctrica.
¿Cómo funciona unaCentral Nucleoeléctrica?
Conversión de calor en energía eléctrica
3.- El giro del eje de la turbina se transmite aun generador, que produce energía eléctrica.
¿Cómo funciona unaCentral Nucleoeléctrica?
Las centrales nucleoeléctricas se diferencian de las demás centrales térmicas solamente en la primera etapa de conversión, es decir, en la forma de producir vapor.
¿Cómo funciona unaCentral Nucleoeléctrica?
¿Cómo funciona unaCentral Nucleoeléctrica?
¿Cómo es un Reactor Nuclear?Un reactor consta de tres elementos esenciales:1.- El combustible.2.- El moderador.3.-El fluido refrigerante.
¿Cómo es un Reactor Nuclear?
El calor se obtiene a partir de uranio sin que se produzca combustión. Por analogía se le denomina combustible nuclear.
El Combustible NuclearEl uranio que se utiliza en L.V. contiene: 0.7% uranio 235 o bien en forma de uranio enriquecido, con uranio 235 hasta un 3 o 4%.
Uranio 235El uranio natural se coloca en los reactores en forma de uranio metálico o de oxido de uranio, dispuesto en barras compactas o tubos de pocos centímetros de diámetro varios de longitud.
Uranio 235
El Combustible NuclearPara contener el combustible los productos formados en la fisión, las pastillas se encapsulan en un tubo perfectamente hermético, el tubo es de aleación de Circonio.
El Moderador Situado en el corazón del reactor nuclear, el moderador constituye un medio para disminuir la velocidad de los neutrones, lo cual propicia una reacción nuclear en cadena eficaz.
El Moderador
La razón principal para efectuar este proceso de frenado de los neutrones es permitir la interacción de estos corpúsculos con los átomos fisibles (uranio 235 y plutonio 239) presentes en el combustible de un reactor nuclear. Cuando tras la absorción de un neutrón fisiona un átomo, emite dos o tres neutrones a una velocidad de 20 000 km/s. A tal velocidad es poco probable que otro átomo fisible absorba estos neutrones. El empleo del moderador permite obtener mejor rendimiento del reactor.
El Moderador
El moderador mas utilizado son el Agua ordinaria y el Agua Pesada.
El Fluido Refrigerante
Tiene la misma función que el agua que circula por una caldera convencional:Evacuar el calor producido por el combustible, para producir vapor.
El Fluido Refrigerante
El Fluido refrigerante circula entre las barras de combustible impulsado por una bomba.
El Fluido Refrigerante
Los fluidos refrigerantes más comunes son el anhídrido carbónico, en los reactores de uranio natural, el agua en los reactores de uranio enriquecido y el sodio en los reactores rápidos.
El Fluido Refrigerante
El fluido refrigerante tras circular bañando las barras de combustible, con lo que se calienta, es conducido a un intercambiador en el que cede el calor extraído del reactor al agua que circula por el intercambiador, convirtiéndola en vapor.
El Fluido Refrigerante
El Fluido Refrigerante
Sólo hay una excepción: en los reactores BWR (reactores de agua en ebullición) el vapor se produce directamente al entrar en contacto el agua de refrigeración (fluido refrigerante) con las barras de combustible.
Reactores BWR(Boiling Water Reactor)
1-Vasija del reactor2-Uranio3-Barras de control4-Bombas de circulación5-Motores de las barras de control6 -Vapor
Reactores BWR(Boiling Water Reactor)
7-Entrada de agua8-Turbina de alta presión9-Turbina de baja presión10-Generador eléctrico11-Excitador del generador eléctrico12-Condensador de vapor13-Agua fría para el condensador
Reactores BWR(Boiling Water Reactor)
14-Precalentador15-Bomba de circulación de agua16-Bomba de agua fría del condensador17-Camara de hormigón18-Conexión a la red eléctrica
Dispositivos de Seguridad
Las centrales nucleares tienen una serie de dispositivos de seguridad destinados a mantener bajo control la reacción de fisión en cadena y evitar la salida de radiaciones al exterior en caso de accidente.
Barras de Control
Variar la posición de las barras de control (3) (retirando o introduciéndolas en el combustible) es el método común de control de la potencia cuando se arranca el reactor y cuando se trabaja hasta el 70% de la potencia del reactor. A medida que las barras de control se retiran, se reduce la absorción de neutrones en las mismas, aumentando en el combustible. Por tanto aumenta la potencia del reactor. En cambio, al introducir las barras de control, aumenta la absorción de neutrones en éstas y disminuye en el combustible de forma que se reduce la potencia en el reactor.
Sistemas de seguridad nuclear activos Se denominan sistemas de seguridad nuclear activos aquellos que precisan un evento iniciador actuado por un sistema de control, tal como puede ser un relé. Se distinguen de los sistemas de seguridad nuclear pasivos en que estos últimos actúan de forma necesaria debido al propio diseño de la central y a las leyes físicas que rigen la naturaleza.
Sistema de refrigeración de emergencia del núcleo (ECCS)
Debe asegurar un caudal suficiente de refrigeración si ocurriera un accidente con pérdida de refrigerante, de forma que se evacue el calor generado en el núcleo y así se eviten daños en el combustible. Además debe poder aportar suficiente agua borada como para compensar el aumento de reactividad originado por un accidente de rotura en la línea de vapor, siempre en un margen de parada aceptable.También debe cumplir su función aún en caso de pérdida total del suministro eléctrico exterior y de fallo simple en cualquiera de sus componentes.
Sistema de agua de alimentación auxiliar(AFWS)
El sistema de Agua de Alimentación Auxiliar (AFWS) protege la planta ante cualquier accidente que necesite el secundario como sumidero de calor, es decir, un sistema de refrigeración adicional. Además se utiliza en operación normal durante el arranque y la parada.El AFWS puede mantener un nivel de agua suficiente en los generadores de vapor para que se evite la apertura de las válvulas de seguridad del presionador por una presurización debida a un aumento excesivo de la temperatura del primario.
Sistema de reserva de tratamiento de gases (SGTS)
El sistema de reserva de tratamiento de gases mantiene una presión negativa en el edificio del reactor en condiciones de aislamiento para evitar que salgan gases radiactivos al ambiente. En la centras para extraer las partículas radioactivas y adsorbentes de carbón activo para extraer los halógenos radiactivos que puedan presentarse en concentraciones que excedan el criterio de dosis en el ambiente. Los gases nobles radiactivos que puedan pasar a través de filtros y adsorbentes se diluyen con el aire y se dispersan en la atmósfera desde la chimenea de la central. El sistema está calculado para proporcionar al menos un cambio de aire por día en el edificio del reactor
Producción de Energía Mecánica
El vapor producido en el reactor nuclear se canaliza hacia una turbina donde hace girar sus álabes. La energía contenida en el vapor se convierte así en energía mecánica de rotación.
Turbina de Vapor
Producción de Energía Eléctrica
Central Nucleoeléctrica de Laguna Verde
Datos Técnicos1.- Reactor
Numero de Unidades 2 X 654 MW Netos
Tipo BWR
Combustible Oxido de Uranio enriquecido
Enriquecimiento Alto 2.19% de U235 (en peso)
Enriquecimiento Bajo 1.76% de U235 (en peso)
Sin enriquecimiento 0.711% de U235 (en peso)
Numero de Ensambles 444 con 62 Barras de combustible y 2 de agua por ensamble
Datos Técnicos
1.- Reactor
Numero Total de barras de combustible
27,528
Peso Total de Uranio 81,285 Toneladas de Uranio
Longitud activa del combustible 381 cm
Diámetro Exterior de la barra 1.226 cm
Espesor del Encamisado 0.0813 cm
Diámetro exterior de la Pastilla 1.041 cm
Material de Encamisado Zircaloy 2
Material del canal de combustible Zircaloy 4
Datos Técnicos
1.- Reactor
Material de las placas de sujeción Acero inoxidable 304
Sistema de control del liquido Pentaborato de Sodio
Presión de Servicio 71.79 kg/cm2
Potencia Térmica del Reactor 1,931MWt
Perdidas en los Sistemas 3.8MWt
Potencia Térmica en ciclo de la Turbina
1,933MWt
Flujo de Vapor 0.3%
Entalpia 669.75cal/gr
Datos Técnicos1.- Reactor
Bombas de Recirculación 2
Potencia de cada bomba de Recirculación
4,500 HP
Flujo de Recirculación 9,600 Toneladas por Hora
Bombas de chorro de recirculación interior
20
Flujo de Recirculación Interior 27,950 Toneladas por Hora
Vasija Acero al carbón revestido interiormente de acero austenitico
Datos Técnicos2.- Turbina
Tipo De Flujo cuádruple impulso-reacción
De alta presión 1 Turbina
Presión a la entrada 68.2kg/cm2
Presión a la salida 13.7kg/cm2
Presión en el primer paso 52.8kg/cm2
Frecuencia de Rotación 1,800 rpm
Temperatura de Vapor a la Entrada
2830C
No. De Extracciones 4
De baja presión 2 Turbinas
Presión a la entrada 13.3kg/cm2
Presión a la salida 710mm de Hg
Temperatura de Vapor a la Entrada
2670C
No. De Extracciones 10
Datos Técnicos3.- Generador
Tipo Cerrado con Polos no Salientes Autoventilados
Capacidad Máxima 674.5MW
Frecuencia 60Hz
Voltaje 22KV
Frecuencia de Rotacion 1,800 rpm
Corriente 19,683 A
Factor de Potencia 0.9
Datos Técnicos4.- Excitador
Tipo Directamente acoplado sin escobillas
Capacidad 3,000 KW
Voltaje 525V
Corriente 5,715 A
Datos Técnicos5.- Condensador
Tipo De superficie de dos cuerpos con dos cajas en la entrada y dos en la salida.
Capacidad 1.072 X 106Kcal/Hr
Numero de tubos 40,784
Superficie efectiva total 47,117m2
Caudal de agua de mar para enfriamiento.
28.2m3/seg
Datos Técnicos6.- Bombas de Condensado
Tipo Centrifugas verticales con difusor.
Numero de Bombas 3
Capacidad de Diseño 352.5 l/Seg.
Carga Total 120m
Frecuencia de Rotación 1,170 rpm
Temperatura de diseño de succión 600C
Datos Técnicos7.- Bombas de Refuerzo de condensado
Tipo Centrifugas horizontales.
Numero de Bombas 3
Capacidad de Diseño 353.5 l/Seg.
Carga Total 311m
Frecuencia de Rotación 13,570 rpm
Temperatura de diseño de succión 400C
Datos Técnicos8.- Bombas de Alimentación al Reactor
Tipo Turbo Bombas, centrifugas horizontales.
Capacidad de Diseño 685 l/Seg.
Carga Total 598.5 m
Frecuencia de Rotación Variable (5,200 rpm, nominal)
Temperatura de diseño de succión 188.90C
Datos Técnicos9.- Calentadores de agua de alimentación al reactor
Tipo Dos trenes en Paralelo
Numero de Calentadores de baja presión
10
Presión de Diseño 56Kg/cm2
Numero de Calentadores de Alta Presión
2
Presión de Diseño 161.7 kg/cm2
Top Related