{"id":2913,"date":"2020-01-09T12:48:32","date_gmt":"2020-01-09T11:48:32","guid":{"rendered":"https:\/\/www.revistanuclear.es\/?p=2913"},"modified":"2022-03-15T09:24:47","modified_gmt":"2022-03-15T08:24:47","slug":"como-funciona-una-central-nuclear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.revistanuclear.es\/en\/divulgacion\/como-funciona-una-central-nuclear\/","title":{"rendered":"\u00bfC\u00f3mo funciona una central nuclear?"},"content":{"rendered":"
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Curiosos y curiosas, bienvenidos a Hilando #NuclearEspa\u00f1a<\/strong><\/p>\n

En esta secci\u00f3n del portal web, nuestro equipo de redacci\u00f3n recupera hilos previamente publicados en Twitter, por el inter\u00e9s de su tem\u00e1tica y la calidad de su contenido.<\/strong><\/p>\n<\/div>\n

Hoy adaptamos el hilo “\u00bfC\u00f3mo funciona una central nuclear?” de OPERADOR NUCLEAR (@OperadorNuclear<\/a><\/span>):<\/strong>
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En un hilo, para el que no se requieren conocimientos previos, explicar\u00e9 c\u00f3mo se genera energ\u00eda el\u00e9ctrica a partir de la fisi\u00f3n del \u00e1tomo. Utilizar\u00e9 como referencia un reactor de agua ligera a presi\u00f3n (PWR), el m\u00e1s extendido en el mundo.<\/p>\n

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Una central nuclear es una instalaci\u00f3n muy compleja donde intervienen m\u00faltiples mecanismos f\u00edsicos y qu\u00edmicos. Realizar\u00e9 una descripci\u00f3n general para conocer a grandes rasgos el funcionamiento normal, quedando para otros hilos los detalles y el funcionamiento en emergencia.<\/p>\n

Una central PWR tiene 3 circuitos hidr\u00e1ulicos principales. El primario extrae la energ\u00eda calor\u00edfica del reactor. El secundario refrigera el primario formando vapor, que mueve una turbina antes de reutilizarse. El terciario refrigera el secundario y proviene de un r\u00edo, mar o lago.<\/p>\n

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El circuito primario es radiactivo (fisiones de trazas de polvo de uranio, difusi\u00f3n del tritio, productos de activaci\u00f3n, etc.) pero es un circuito cerrado que no entra en contacto con el secundario, que contiene agua limpia y tambi\u00e9n es cerrado. El terciario es abierto.<\/p>\n

El circuito primario est\u00e1 formado por la vasija del reactor (1), generadores de vapor (2), bombas del refrigerante del reactor (3) y un presionador (4). Lo habitual es disponer de 3 \u00f3 4 lazos iguales: una sola vasija y un solo presionador, pero varios generadores y bombas.<\/p>\n

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El circuito secundario est\u00e1 formado por los generadores de vapor (2), que tambi\u00e9n forman parte del primario, turbinas (5), recalentadores y separadores de humedad (6), generador o alternador (7) y condensador (8). M\u00e1s adelante explicar\u00e9 c\u00f3mo funciona cada uno de estos equipos.<\/p>\n

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Utilizar\u00e9 como referencia un diagrama de corte de Vandell\u00f3s 2, el m\u00e1s claro disponible de una central espa\u00f1ola, realizado en 1986 por Gerardo Pe\u00f1a (de @WECNuclear<\/a>)<\/span> para la revista @neimagazine<\/span><\/a> con la colaboraci\u00f3n de @Initec_Energia<\/span><\/a>. En PDF: https:\/\/econtent.unm.edu\/digital\/collection\/nuceng\/id\/88<\/a><\/span><\/p>\n

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En los diagramas parciales siguientes aparecer\u00e1n los equipos principales junto con parte de los equipos auxiliares. Citar\u00e9 los m\u00e1s significativos para comprender el funcionamiento de la central en operaci\u00f3n normal, pero pod\u00e9is preguntar por el resto o pedir cualquier aclaraci\u00f3n.<\/p>\n

Los edificios m\u00e1s importantes de una central nuclear son el de contenci\u00f3n (A), combustible (B), penetraciones (C), turbinas (D), refrigeraci\u00f3n de componentes (E), auxiliar (E), control (G) y generadores di\u00e9sel (H).<\/p>\n

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Dentro del edificio de contenci\u00f3n (A) se encuentran todos los equipos del circuito primario, as\u00ed como parte de sus sistemas auxiliares y parte de los equipos de emergencia frente a un posible accidente.<\/p>\n

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En el reactor nuclear (1) se produce una reacci\u00f3n de fisi\u00f3n nuclear en cadena que emite una gran cantidad de calor. M\u00e1s informaci\u00f3n sobre ese mecanismo f\u00edsico en este hilo<\/a><\/span>:<\/p>\n

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El circuito primario contiene agua desmineralizada, que entra en el reactor a 292\u00baC y se calienta hasta 326\u00baC. Se mantiene l\u00edquida porque est\u00e1 a 157 kg\/cm2<\/sup>\u00a0de presi\u00f3n. Al salir del reactor va hacia los generadores de vapor (2), donde se enfr\u00eda al pasar por unos tubos.<\/p>\n

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Al mismo tiempo que el agua del primario se refrigera, cede calor al agua del secundario, que se convierte en vapor y se utiliza para mover la turbina. Tras enfriarse hasta los 292\u00baC, el agua del primario es impulsada por las bombas del refrigerante (3) de nuevo hacia el reactor.<\/p>\n

Esta circulaci\u00f3n forzada de agua en el circuito primario se produce simult\u00e1neamente en los tres lazos, de forma que la vasija (1) tiene tres toberas de salida y tres toberas de entrada.<\/p>\n

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Por la disposici\u00f3n f\u00edsica de los equipos del circuito primario, si se garantiza que los generadores de vapor son refrigerados, el reactor parado con barras de control insertadas puede ser refrigerado sin necesidad de bombas del refrigerante, lo que llamamos circulaci\u00f3n natural.<\/p>\n

El presionador (4) mantiene estable la presi\u00f3n del primario. La mitad inferior es agua y la superior es vapor. Para aumentar la presi\u00f3n unas resistencias el\u00e9ctricas calientan la parte agua y para disminuirla unas duchas roc\u00edan agua a menor temperatura en la parte de vapor.<\/p>\n

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En el edificio de contenci\u00f3n (A) tambi\u00e9n se encuentra la gr\u00faa polar (13), utilizada para mover la tapa de la vasija del reactor y cualquier equipo pesado en las paradas de recarga. La gr\u00faa manipuladora de combustible (9) sirve para extraer e insertar el combustible en el n\u00facleo.<\/p>\n

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Las tres l\u00edneas de vapor (63) procedentes los 3 generadores de vapor (2) atraviesan el edificio de contenci\u00f3n en lo que llamamos penetraciones. Cada l\u00ednea dispone de cinco v\u00e1lvulas de seguridad con muelle (62), una v\u00e1lvula de alivio controlada y una v\u00e1lvula de aislamiento (64).<\/p>\n

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Las tres l\u00edneas de vapor se unen en un colector que lleva el fluido a las turbinas. Vandell\u00f3s 2 tiene una turbina de alta presi\u00f3n (83), a la que le llega el vapor directamente, y tres turbinas de baja presi\u00f3n (84), a las que le llega el vapor tras ser recalentado y secado (87).<\/p>\n

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Las cuatro turbinas unidas forman un conjunto que gira a 1500 revoluciones por minuto y que a su vez est\u00e1 acoplado al generador de corriente alterna o alternador (85), que necesita una corriente de excitaci\u00f3n proporcionada por su excitatriz (86).<\/p>\n

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En las plantas inferiores del edificio de turbinas (D) se encuentra el condensador (no mostrado), que al ser refrigerado por el circuito terciario condensa el vapor formando agua, que unas bombas llamadas de condensado se encargan de hacer pasar por una serie de calentadores.<\/p>\n

Estos calentadores (no mostrados) se alimentan de peque\u00f1as l\u00edneas de vapor que se extraen de las turbinas. Tras pasar esos calentadores, dos turbobombas impulsadas por vapor principal (no dibujadas) inyectan el agua ya precalentada de nuevo hacia los generadores de vapor (2).<\/p>\n

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El alternador (85) es trif\u00e1sico (3 l\u00edneas de salida). Cada fase se dirige a un transformador (89) que aumenta la tensi\u00f3n desde los 21 kV hasta los 400 kV necesarios para transportar la electricidad. Estos transformadores se conectan con el parque de distribuci\u00f3n de la central.<\/p>\n

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La central se autoabastece el\u00e9ctricamente cuanto est\u00e1 en funcionamiento mediante un transformador auxiliar (98). Adem\u00e1s dispone de otros dos transformadores (99, 96) que pueden alimentar a todos los servicios auxiliares desde el exterior con la central parada o en emergencia.<\/p>\n

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Los sistemas de seguridad de la central est\u00e1n duplicados y disponen de alimentaci\u00f3n el\u00e9ctrica tanto interior como exterior, adem\u00e1s de dos generadores di\u00e9sel totalmente independientes y aut\u00f3nomos, cada uno formado por un alternador (74) movido por dos motores gemelos (73).<\/p>\n

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En el edificio de control (G) se encuentran todos los equipos necesarios para la operaci\u00f3n a distancia del reactor y de sus sistemas auxiliares en situaci\u00f3n normal y en emergencia, destacando la Sala de Control (50), lugar donde trabajamos los operadores y supervisores.<\/p>\n

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La tripulaci\u00f3n de una sala de control est\u00e1 formada por un Operador de Reactor, que opera el reactor, sus sistemas auxiliares y de seguridad; un Operador de Turbina, que opera la parte convencional; un Jefe de Sala de Control y un Jefe de Turno, ambos con licencia de Supervisor.<\/p>\n

Los Operadores y sus Auxiliares trabajan a turno cerrado (ma\u00f1ana\/tarde\/noche), igual que bomberos, seguridad f\u00edsica, protecci\u00f3n radiol\u00f3gica y laboratorio qu\u00edmico. El resto (direcci\u00f3n, administraci\u00f3n, mantenimiento, ingenier\u00eda\u2026) trabaja durante el d\u00eda, salvo necesidad.<\/p>\n

El \u00e1rea de Sala de Control (50) incluye armarios con equipamiento electr\u00f3nico (51) y un \u00e1rea de supervivencia (52), con aseos y cocina con agua y alimentos para un prolongado aislamiento. La sala de control dispone de su propio sistema de aire acondicionado y filtrado.<\/p>\n

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Referencias: [1] The Westinghouse pressurized water reactor nuclear power plant<\/span>. Westinghouse Electric Corporation, 1984.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Curiosos y curiosas, bienvenidos a Hilando #NuclearEspa\u00f1a En esta secci\u00f3n del portal web, nuestro equipo de redacci\u00f3n recupera hilos previamente publicados en Twitter, por el inter\u00e9s de su tem\u00e1tica y la calidad de su contenido. Hoy adaptamos el hilo “\u00bfC\u00f3mo funciona una central nuclear?” de OPERADOR NUCLEAR (@OperadorNuclear): En un hilo, para el que no se requieren conocimientos previos, explicar\u00e9 c\u00f3mo se genera energ\u00eda el\u00e9ctrica a partir de la fisi\u00f3n del \u00e1tomo. 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