Recubrimientos protectores que se utilizan en el proyecto nucleoelectrico de laguna verde

Date
1991
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Publisher
Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
El Proyecto Nucleoeléctrico de Laguna Verde, se localiza en el municipio de Alto Lucero perteneciente al Estado de Veracruz, a 70 Km. al NNO de la ciudad de Veracruz, a 60 Km. al ENE de la ciudad de Jalapa y a 290 Km. al ENE del Distrito Federal (Fig.1) EL Proyecto Nucleoeléctrico consta de 2 unidades, cada una con una capacidad de 654,000 KW eléctricos netos, equipadas con reactores que funcionan con uranio enriquecido como combustible y agua en ebullición como moderador y refrigerante (BWR). La primera unidad consta de los siguientes: edificios principales 1.- Edificio del reactor 2.- Edificio del turbogenerador 3.- Edificio de control 4.- Edificio de generadores diesel 5.- Edificio de tratamiento de residuos radiactivos 6.- Edificio de la planta de tratamiento de agua y del taller mecánico. La segunda unidad tiene sus propios edificios del reactor, del turbogenerador, de control y de generadores diesel. Comparte con la primera unidad el edificio de tratamiento de residuos radiactivos, pero tiene su propio edificio de purificación de agua del reactor. También comparte el edificio de la planta de tratamiento de agua y del taller mecánico (Fig.2). En los reactores de Laguna Verde el fluido refrigerante es agua desmineralizada que pasa por el núcleo del reactor a alta presión, y hierve al extraer el calor que se produce por la fisión nuclear en el combustible. El vapor producido es enviado al edificio del turbogenerador para mover la turbina, cuya rotación se transmite al generador. Al salir de la turbina, el vapor de baja presión pasa a la caja del condensador, que opera al vacío, donde se enfría con agua de mar y se convierte nuevamente en líquido. El caudal de 30 m³/seg. de agua de mar, que fluye en circuito abierto por los tubos del condensador a presión atmosférica, no entra en contacto con el vapor ni con el líquido condensado. Antes de precalentar y bombear a la vasija del reactor el líquido condensado, para cerrar así el ciclo termodinámico, se circula por resinas de intercambio iónico donde se le quitan impurezas. El agua que se separa del vapor dentro de la vasija regresa a la parte inferior de la misma para inducir, junto con el agua que vuelve del condensador, el flujo del refrigerante a través del núcleo del reactor (Fig. 3). Los principales componentes del reactor nuclear son: El núcleo, el separador de vapor, el secador de vapor y las bombas de tobera, los cuales se encuentran contenidos dentro de la vasija del reactor; Esta última esta fabricada en acero de baja aleación con un espesor de 14 centímetros, y recubierta con acero inoxidable internamente. Fuera de la vasija, pero formando parte del reactor nuclear, se encuentran los mecanismos impulsores de las barras de control, así como las tuberías y bombas de recirculación. Las principales conexiones a la vasija son: Las tuberías que llevan el vapor a la turbina, las tuberías de recirculación, las penetraciones de los mecanismos impulsores de las barras de control, y las tuberías de alimentación de agua del condensador (Fig.4). El núcleo del reactor está compuesto de 444 ensambles de combustible, montados en una placa de soporte, que contienen 81 toneladas de uranio (U02) enriquecido al 1.87% de U235 en promedio, así como de 109 barras cruciformes de control, que contienen carburo de boro encapsulado en tubos y placas de acero inoxidable. En el núcleo se produce la reacción en cadena que genera la energía de fisión, que es extraída por el fluido refrigerante para producir el vapor. La operación del reactor implica la creación de productos de fisión altamente radiactivos. Estos se deben conservar debidamente confinados, tanto en operación normal como en caso de accidente, para evitar la irradiación del personal de operación y los impactos y daños al medio ambiente y a la población en general. La forma de lograr este confinamiento consiste en utilizar en el diseño y la construcción de la planta el sistema de múltiples barreras de contención. Cada unidad del Proyecto Nucleoeléctrico de Laguna Verde contará con 5 barreras de contención: o Las pastillas de combustible. o Los tubos herméticos de zircaloy que contendrá a las pastillas de combustible. o La vasija del reactor y el circuito cerrado de refrigerante de alta presión. o El contenedor primario, que es un edificio cilíndrico cónico- con paredes de concreto de 1.5 metros de espesor fuertemente reforzadas con acero, recubierto interiormente con una placa- de acero de 0.95 cm. de espesor que está soldada herméticamente, en el fondo del contenedor primario habrá una alberca de supresión que contendrá un volumen de 3,000 metros cúbicos de agua. o El contenedor secundario, que es el edificio mismo del reactor y que se mantiene a menor presión que la atmosférica para evitar las fugas al exterior (Fig.5). En caso de una pérdida anormal de líquido en el circuito del fluido refrigerante, el enfriamiento de emergencia del núcleo se garantiza mediante la operación de 4 sistemas redundantes que son: o Sistema de despresurización automática (ADS), que descarga el vapor de la vasija a la alberca de supresión. o Sistema de enfriamiento de alta presión (HPCS), que inicia la aspersión del núcleo del reactor mientras se despresuriza rápidamente la vasija. o Sistema de enfriamiento de baja presión (LPCS), que entra en operación cuando ya se despresurizó la vasija. Sistema de inyección de refrigerante a baja presión (LPCI). o Este sistema es el mismo que el de remoción de calor residual (RHR), pero en caso de emergencia sirve para el suministro de refrigerante al núcleo del reactor, cuando la vasija ya se despresurizó, manteniéndolo inundado por el lapso necesario. Las bombas que operan estos sistemas están respaldadas por 3 generadores diesel de emergencia, que entran en operación a plena carga en 13 segundos en caso de falta de suministro de energía eléctrica externa e interna (Fig.6). Después de haber hecho una breve descripción del Proyecto Nucleoeléctrico de Laguna Verde, a continuación indicaré el por que de la elección del tema "Recubrimientos protectores que se utilizan en el Proyecto Nucleoeléctrico de Laguna Verde", para el desarrollo de esta tesis. Las pinturas, y en general los recubrimientos ocupan un lugar prominente entre los materiales utilizados para la protección de superficies expuestas a posibles ataques de agentes externos pues reúnen una serie de requisitos que hacen que hoy sean insustituibles. El hecho de que la aplicación de las pinturas pue dan ser realizadas tanto en el taller como en la obra, la posibilidad de efectuar las operaciones de mantenimiento y repintado con evidente facilidad a un costo asequible, son factores de indudable interés en el momento de tomar una decisión, cuando se trata de proteger una determinada instalación. En el campo de las Centrales Nucleares, el capitulo de los recubrimientos cobra una especial importancia por las características de la instalación ya que los recubrimientos utilizados han de estar diseñados especialmente para soportar condiciones extremas, no solo de corrosión o ataque químico, sino de radiación en aquellas partes y componentes que por su situación y función dentro de la así lo requieren. Es por esto que la protección de las superficies en este tipo de instalación ha de ser objeto de un minucioso estudio, programas y de un riguroso control durante su aplicación, con el objeto de poder disponer de las máximas garantías de que los recubrimientos van a comportarse debidamente a la hora de que la Planta entre en servicio.
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