PROCEDIMIENTO PARA EL CONTROL DE LA PRESIÓN DE UN REFRIGERANTE EN EL CIRCUITO PRIMARIO DE UNA PLANTA CON REACTOR NUCLEAR, ASÍ COMO PLANTA CON REACTOR NUCLEAR EN RELACIÓN A ESTE.

Procedimiento para el control de la presión de un refrigerante (K) en el circuito primario (2) de un reactor de agua a presión,

en el que durante el funcionamiento normal, la presión en el circuito primario (2) se ajusta, con la ayuda de un colchón de vapor que está bajo presión en un dispositivo de mantenimiento de la presión (12) unido con el circuito primario, a una presión de funcionamiento y se cambia durante un funcionamiento de arranque o de parada, en el que durante el funcionamiento de arranque o de parada - un acumulador de presión (24) se conecta con el circuito primario (2) para controlar la presión en el circuito primario, - la temperatura del refrigerante (K) contenido en el dispositivo de mantenimiento de la presión (12) se aumenta o bien se reduce, - el acumulador de presión (24) se separa de nuevo del circuito primario (2) y - la presión se aumenta durante el funcionamiento de arranque con la ayuda del dispositivo de mantenimiento de la presión y se reduce durante el funcionamiento de parada por la retirada de refrigerante (K)

La invención se refiere a un procedimiento para el control de la presión de un refrigerante en el circuito primario de una planta con reactor nuclear, en particular de un reactor de agua a presión, así como una planta con reactor nuclear.

En un reactor de agua a presión, por ejemplo, en el “European Pressurized Water Reactor” (EPR) se calienta agua como refrigerante en un recipiente de presión del reactor, se conduce en un circuito primario a través de un generador de vapor y de nuevo de vuelta al recipiente de presión del reactor. La presión en el recipiente de presión del reactor, en un reactor de agua a presión, es habitualmente aproximadamente 15 MPa. La temperatura se sitúa en el funcionamiento normal en aproximadamente 330 ºC.

Para conservar la presión en el circuito primario está previsto un dispositivo de mantenimiento de la presión, que presenta una conexión de flujo con el circuito primario, y el dispositivo de mantenimiento de la presión está dispuesto habitualmente en el así denominado recorrido de conducción caliente del circuito primario entre el recipiente de presión del reactor y el generador de vapor. El dispositivo de mantenimiento de la presión está lleno parcialmente con agua, habitualmente hasta aproximadamente dos tercios. El espacio restante está lleno con vapor. A través de un calentamiento y evaporación del líquido en el dispositivo de mantenimiento de la presión existe la posibilidad de aumentar la presión de vapor y con ello la presión en el circuito primario. Para reducir la presión está previsto habitualmente un dispositivo de pulverización en el dispositivo de mantenimiento de la presión, mediante el que el refrigerante más frío se pulveriza de forma que el vapor se condensa en el espacio de vapor del dispositivo de mantenimiento de la presión y se reduce la presión de vapor. El agua de refrigeración para el dispositivo de pulverización se extrae del así denominado recorrido de conducción frío del circuito primario entre generador de vapor y recipiente de presión del reactor y en particular reotécnicamente después de una bomba principal de refrigerante del circuito primario.

Un dispositivo de mantenimiento de la presión semejante con el dispositivo pulverizador se describe, por ejemplo, en el documento DE 196 53 526 C1 o también en el DE 31 06 083 C2.

Al parar la planta con reactor nuclear, por ejemplo, en el curso de revisiones rutinarias o un cambio rutinario del elemento combustible, tanto la temperatura como también la presión debe reducirse en todo el circuito primario, hasta que el refrigerante en el circuito primario no tiene presión, y así presenta esencialmente la presión del entorno. A la inversa al intensificar la producción de la planta, la presión y la temperatura deben elevarse a las condiciones normales de funcionamiento, antes que se intensifique la producción de la generación de energía nuclear en el recipiente de presión del reactor.

Ya que el refrigerante en el dispositivo de mantenimiento de la presión está unido reotécnicamente con el refrigerante del circuito primario conducido en el circuito, pero, no se conduce como éste en el circuito, esto conduce al parar la planta con reactor nuclear a que aumenta la diferencia de temperatura entre el refrigerante en el circuito primario y el refrigerante en el dispositivo de mantenimiento de la presión. La diferencia de temperatura puede ascender en este caso hasta aproximadamente 200 ºK. Como el dispositivo de mantenimiento de la presión se vacía en el marco del proceso de parada a través de la conexión reotécnica con el circuito primario, existe el peligro de que los componentes se carguen considerablemente térmicamente en la zona de la conexión reotécnica del dispositivo de mantenimiento de la presión con el circuito primario y eventualmente se deterioren.

En el funcionamiento de parada se reduce la presión y la temperatura con la ayuda del dispositivo de pulverización del dispositivo de mantenimiento de la presión. En paralelo el calor acumulado en el refrigerante del circuito primario se evacua en primer lugar a través del generador de vapor y desde un rango bajo de temperatura entre 120 ºC hasta aproximadamente 80 ºC a través de un sistema de refrigeración posterior conectado. La reducción de la presión en primer lugar sólo es posible hasta una presión mínima de funcionamiento de la bomba principal de refrigerante. Ésta se encuentra típicamente en el intervalo entre 2 y 3 MPa, en particular en aproximadamente 2,5 MPa. Mediante la entrega de calor a través del generador de vapor y el sistema de refrigeración posterior, la temperatura del refrigerante en el circuito primario alcanza poco a poco un valor de, por ejemplo, sólo 50 a 70 ºC. A la inversa la temperatura en el dispositivo de mantenimiento de la presión se ha reducido de originalmente aproximadamente 330 ºC sólo a aproximadamente 230 ºC, de forma que aquí todavía existe una diferencia de temperatura de casi 200 ºC. Durante la entrega de calor a través del generador de vapor y a través del sistema de refrigeración posterior no es posible una reducción de la temperatura del refrigerante en el dispositivo de mantenimiento de la presión mediante el dispositivo de pulverización sin medidas complementarias, ya que por lo demás la bomba principal de refrigerante no está en condiciones de trabajar y no es posible otra circulación del refrigerante para la reducción del calor.

Para mantener el funcionamiento ulterior de la bomba principal de refrigeración, existe la posibilidad de sustituir el colchón de vapor que reina en el dispositivo de mantenimiento de la presión por un colchón de nitrógeno y mantener la presión en el sistema en al menos, por ejemplo, 2,5 MPa a través de este colchón de nitrógeno. La presión parcial del vapor y la presión parcial del nitrógeno deben complementarse por ello de manera que se consiga esta presión mínima. No obstante, para ello se necesitan cantidades relativamente grandes de nitrógeno, así como de conductos y accesorios adicionales para el suministro de nitrógeno. Además, mediante una medida semejante se carga radiactivamente una gran cantidad de nitrógeno y con ello los desechos se deben eliminar a continuación de forma apropiada. Si la presión se mantiene mediante el colchón de nitrógeno, así puede reducirse aun más la temperatura en el dispositivo de mantenimiento de la presión a través del sistema de pulverización. Tan pronto como el refrigerante en el circuito primario, así como en el dispositivo de mantenimiento de la presión se enfría suficientemente y como máximo sólo existe una pequeña diferencia de temperatura entre el refrigerante en el dispositivo de mantenimiento de la presión y el del circuito primario, el circuito primario se queda sin presión y se desconecta la bomba principal de refrigerante, mientras que el refrigerante se deja salir del circuito primario.

La invención tiene el objetivo de hacer posible un control de la presión eficiente y seguro durante el funcionamiento en un circuito primario en el marco de un funcionamiento de arranque y de parada semejante.

El objetivo se resuelve según la invención mediante un procedimiento para el control de la presión con las características de la reivindicación 1. Por control de la presión se entiende tanto el aumento y dado el caso mantenimiento de la presión en un funcionamiento de arranque o intensificación de la producción de la planta con reactor nuclear, como también la reducción y dado el caso mantenimiento de la presión en un funcionamiento de parada. Durante el funcionamiento de parada o de arranque se conecta en este caso un acumulador de presión con el circuito primario para controlar, en particular mantener, la presión en el circuito primario. En paralelo a ello se cambia la temperatura del refrigerante situado en el dispositivo de mantenimiento de la presión, es decir, se baja en el caso de la parada y se eleva en el caso de la intensificación de la producción. A continuación el acumulador de presión se separa de nuevo del circuito primario. Finalmente la presión se reduce por retirada del refrigerante en el funcionamiento de parada, de forma que el circuito primario se queda completamente sin presión. En el funcionamiento de arranque se aumenta posteriormente la presión.

La ventaja especial en este procedimiento puede verse en que se recurre a un acumulador de presión de nitrógeno de todos modos habitualmente presente, para asumir el control de la presión del refrigerante en el circuito primario. Mediante esta medida no se realiza un control de la presión o regulación de la presión... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el control de la presión de un refrigerante (K) en el circuito primario (2) de un reactor de agua a presión, en el que durante el funcionamiento normal, la presión en el circuito primario (2) se ajusta, con la ayuda de un colchón de vapor que está bajo presión en un dispositivo de mantenimiento de la presión (12) unido con el circuito primario, a una presión de funcionamiento y se cambia durante un funcionamiento de arranque o de parada, en el que durante el funcionamiento de arranque o de parada

- un acumulador de presión (24) se conecta con el circuito primario (2) para controlar la presión en el circuito primario,

- la temperatura del refrigerante (K) contenido en el dispositivo de mantenimiento de la presión (12) se aumenta o bien se reduce,

- el acumulador de presión (24) se separa de nuevo del circuito primario (2) y

- la presión se aumenta durante el funcionamiento de arranque con la ayuda del dispositivo de mantenimiento de la presión y se reduce durante el funcionamiento de parada por la retirada de refrigerante (K).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual durante el control de la presión a través del acumulador de presión (24), el refrigerante (K) en el dispositivo de mantenimiento de la presión (12) se hace circular conjuntamente con el refrigerante (K) del circuito primario (2).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual durante el funcionamiento de arranque o de parada, la presión se cambia en una etapa de alta presión sin acumulador de presión (24) conectado, con la ayuda del dispositivo de mantenimiento de la presión (12), y en una etapa de baja presión, la presión se controla a través del acumulador de presión (24).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el cual la presión se mantiene constante con la ayuda del acumulador de presión (24).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el cual el acumulador de presión (24) presenta un colchón de gas para el control de la presión.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el cual durante el funcionamiento de parada, el calor contenido en el circuito primario (2) se evacua en primer lugar a través de un generador de vapor (10) y al alcanzar una temperatura mínima se evacua a través de un sistema de refrigeración posterior (28) conectado entonces.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 5, en el cual en la etapa de alta presión, la presión se cambia entre la presión de funcionamiento normal de típicamente aproximadamente 15 MPa y una presión intermedia de aproximadamente 2 a 4 MPa, y en el cual en la etapa de baja presión, la temperatura del refrigerante en el dispositivo de mantenimiento de la presión (12) se reduce de forma isóbara en el funcionamiento de parada de aproximadamente 230 ºC a aproximadamente 50 ºC o se aumenta en el funcionamiento de arranque a aproximadamente 200 ºC.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el cual con la ayuda del acumulador de presión (24), la presión se mantiene en un valor en el rango por encima de la presión mínima necesaria para el funcionamiento de una bomba principal de refrigerante (6).

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 8, en el cual la temperatura reinante en el dispositivo de mantenimiento de la presión (12) se reduce por la introducción de refrigerante (K) en el dispositivo de mantenimiento de la presión (12).

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el cual el dispositivo de mantenimiento de la presión (12) se llena con refrigerante (K) durante la etapa de baja presión.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 8, en el cual en el funcionamiento de arranque, en la etapa de baja presión, el refrigerante contenido en el dispositivo de mantenimiento de la presión (12) se calienta con la ayuda del calor disipado de una bomba principal de refrigerante (6).

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 11, en el cual en el funcionamiento de arranque, adicionalmente el refrigerante (K) en el circuito primario (2) se calienta con la ayuda de un dispositivo calefactor (18) del dispositivo de mantenimiento de presión (12).

13. Reactor de agua a presión con un refrigerante (K) conducido en un circuito primario (4), con un dispositivo de mantenimiento de la presión (12) conectado con el circuito primario (2), mediante el que se regula una presión de funcionamiento durante un funcionamiento normal con la ayuda de un colchón de vapor que está bajo presión, con un acumulador de presión (24) así como con un dispositivo de control (32) que está configurado de forma que durante un funcionamiento de arranque o de parada, en el que se cambia la presión en el circuito primario (2),

- el acumulador de presión (24) se conecta con el circuito primario (2) para controlar la presión en el circuito primario (2), -la temperatura del refrigerante (K) contenido en el dispositivo de mantenimiento de la presión (12) se aumenta o bien

se reduce, -el acumulador de presión (24) se separa de nuevo del circuito primario (2) y que a continuación -la presión se aumenta en el funcionamiento de arranque con la ayuda del dispositivo de mantenimiento de la presión y

se reduce en el funcionamiento de parada por la retirada de refrigerante (4).