Modelización del sistema de ventilación de una contención de tipo PWR-W en GOTHIC 8.3(QA): Conclusiones INTERCON3D

El edificio de contención es un elemento crucial en la defensa en profundidad al representar la última barrera frente a potenciales liberaciones radiactivas en caso de accidente. Al igual que otros edificios de la central, la contención requiere un sistema de ventilación que compense sus cargas térmicas y, a su vez, mantenga unas condiciones estables y adecuadas para sus componentes. Habitualmente, este sistema está también diseñado para operar en condiciones de accidente. En sus diseños iniciales, el funcionamiento de equipos de seguridad se evaluaba en condiciones de accidente base de diseño. Sin embargo, accidentes como Three Mile Island y Fukushima Daiichi han demostrado que pueden alcanzarse escenarios más allá de la base de diseño. En particular, ambos accidentes experimentaron la combustión del hidrógeno generado por la inadecuada refrigeración del combustible y la falta de sistemas de mitigación en los edificios de contención (TMI) o del reactor (FD). La operación de los sistemas de refrigeración de la contención durante un accidente severo puede suponer un reto, ya que introducen fuentes de condensación adicionales, como gotas frías en el caso de los rociadores o cambiadores de calor en el caso del sistema de ventilación, que provocan la condensación del vapor y la aparición de nubes potencialmente inflamables en el edificio de contención.

El proyecto INTERCON3D

Mientras que el sistema de rociadores ha sido ampliamente estudiado, ya que es el sistema de seguridad más común en centrales nucleares convencionales tipo PWR, el sistema de ventilación de seguridad no ha sido tan analizado por ser menos habitual en este tipo de tecnologías. Teniendo en cuenta estos hechos y basándose en las experiencias generadas en el proyecto nacional CSN/UPM-GO-MERES y en el proyecto europeo AMHYCO con modelos tridimensionales para análisis del comportamiento de gases combustibles en contención en accidente severo, se puso en marcha el proyecto nacional INTERCON3D (2023-2025), subvencionado por el Consejo de Seguridad Nuclear para estudiar la interacción entre los sistemas de seguridad del edificio de contención de centrales nucleares convencionales tipo PWR en condiciones de accidente severo. Entre los objetivos proyectados, se profundiza en la operación del sistema de ventilación de seguridad mediante el uso de la herramienta de simulación GOTHIC 8.3(QA).

Simulación y mitigación de riesgos

El uso del código GOTHIC ha permitido estudiar cómo los sistemas de seguridad afectan a las condiciones termohidráulicas del edificio de contención, despresurizando y disminuyendo la temperatura más rápidamente. Por otro lado, un análisis más detallado ha permitido observar cómo su operación contribuye a la generación y propagación de nubes inflamables potencialmente peligrosas, incluso considerando la existencia de PARs. Sin embargo, modificaciones en su esquema de operación, orientadas a escenarios con presencia de hidrógeno, podrían ayudar a mitigar sus efectos adversos.