Inventos patentados en España.

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Inventos patentados en España en los últimos 80 años. Clasificación Internacional de Patentes CIP 2013.

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.

Patente Europea. Resumen:

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).

Solicitante: AREVA NP GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: PAUL-GOSSEN-STRASSE 100 91052 ERLANGEN ALEMANIA.

Inventor/es: CONRADS, HERMANN-JOSEF, RICHTER, KARL-HEINZ.

Fecha de Publicación de la Concesión: 3 de Mayo de 2011.

Fecha Solicitud PCT: 18 de Octubre de 2006.

Clasificación Internacional de Patentes: G21C1/09 (....Disposiciones para la regulación de presión, es decir, presurizadores [5]).

Clasificación PCT: G21C1/09 (....Disposiciones para la regulación de presión, es decir, presurizadores [5]).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

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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.
Descripción:

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 posterior a través del dispositivo de mantenimiento de la presión. En particular no es necesario que la presión de vapor en el dispositivo de mantenimiento de la presión se mantenga por encima de una presión mínima. En el funcionamiento de parada puede reducirse por ello rápidamente la temperatura en el dispositivo de mantenimiento de la presión a través del dispositivo de pulverización del dispositivo de mantenimiento de la presión, de forma que no aparece una carga de temperatura al dejar salir más tarde el refrigerante del dispositivo de mantenimiento de la presión. Al mismo tiempo no son necesarias instalaciones y medidas adicionales mediante el uso del acumulador de presión de nitrógeno de todos modos existente para garantizar esta reducción segura. Además, mediante esta medida no se carga radiactivamente el nitrógeno mediante contacto directo con el refrigerante del circuito primario. Por ello tampoco se deben eliminar los desechos de nitrógeno contaminado.

El uso del acumulador de presión para el control de la presión también durante la intensificación de la producción tiene la ventaja de que el refrigerante en el dispositivo de mantenimiento de la presión puede llevarse más rápidamente a la temperatura de funcionamiento necesaria, ya que el dispositivo de mantenimiento de la presión no debe asumir en primer lugar una función de control de la presión.

Para hacer posible un proceso de intercambio de calor lo mejor posible tanto en el arranque, como también en la parada y por consiguiente un enfriamiento rápido o un calentamiento rápido del refrigerante en el dispositivo de mantenimiento de la presión, preferiblemente durante el control de la presión a través del acumulador de presión, el refrigerante del dispositivo de mantenimiento de la presión se hace circular conjuntamente con el refrigerante el del circuito primario. Mediante el control de la presión a través del acumulador de presión se posibilita un funcionamiento semejante de circulación, de forma que el refrigerante en el acumulador de presión y en el circuito primario presentan al menos aproximadamente la misma temperatura. Por ello se evita la carga por temperatura de los componentes debido a grandes diferencias de temperatura.

Según una configuración útil está previsto un procedimiento multietapa para la reducción de la presión o el aumento de la presión, cambiándose en una etapa de alta presión la presión del refrigerante sin acumulador de presión conectado exclusivamente con la ayuda del dispositivo de mantenimiento de la presión, y controlándose en la etapa de baja presión la presión sólo a través del acumulador de presión. Durante la transición de una etapa a otra etapa se utilizan en paralelo los dos dispositivos, el dispositivo de mantenimiento de la presión y el acumulador de presión. En la etapa de alta presión se reduce en el funcionamiento de parda la presión exclusivamente con la ayuda del dispositivo de mantenimiento de la presión a través del dispositivo de pulverización.

Durante el funcionamiento de parada se evacua el calor contenido en el circuito primario a través del generador de vapor conectado con el circuito primario. Preferiblemente al alcanzar una temperatura mínima, el calor se evacua entonces a través de un sistema de refrigeración posterior. La temperatura mínima se sitúa en este caso – según la realización del generador de vapor – aproximadamente entre 80 ºC y 120 ºC. Con temperaturas por debajo de esta temperatura mínima está limitada la efectividad del generador de vapor. En este caso se conecta en primer lugar el sistema de refrigeración posterior y se hace funcionar en paralelo al generador de vapor, hasta que este se desconecta. La conmutación del generador de vapor al sistema de refrigeración posterior se realiza en este caso durante la etapa de baja presión.

Al efecto se mantiene al menos esencialmente constante la presión en la etapa de baja presión con la ayuda del acumulador de presión. El suministro o evacuación de calor en el o del dispositivo de mantenimiento de la presión se realiza por ello de forma isóbara durante la etapa de baja presión. Esto permite un control sencillo de la presión a través del acumulador de presión.

El acumulador de presión es preferentemente un acumulador lleno parcialmente de agua como refrigerante con un colchón de gas, en particular un colchón de nitrógeno. La presión se controla, en particular se mantiene, través de este colchón de nitrógeno. El acumulador de presión es en este caso un componente de un sistema de refrigeración de emergencia de la planta con reactor nuclear, por ello en cualquier caso está previsto conceptualmente. Por ello no son necesarias instalaciones o componentes adicionales.

En conjunto el procedimiento para la reducción de la presión del refrigerante en el funcionamiento de parada es ventajosamente un procedimiento en tres etapas, reduciéndose en la primera etapa de alta presión, la presión de la presión de funcionamiento normal de típicamente aproximadamente 15 MPa y de la temperatura de funcionamiento normal de típicamente aproximadamente 330 ºC a una presión intermedia en el intervalo de aproximadamente 2 a 4 MPa, en particular 3,5 MPa. A continuación en la segunda etapa de baja presión se reduce la temperatura del refrigerante en el dispositivo de mantenimiento de la presión de forma isóbara de aproximadamente 230 ºC a aproximadamente la misma temperatura que el resto del refrigerante en el circuito primario de aproximadamente 50 ºC. En la tercera etapa mediante la retirada del refrigerante del circuito primario se reduce finalmente su presión a la presión del entorno.

A la inversa, en la intensificación de la producción en la etapa de baja presión, el refrigerante en el dispositivo de mantenimiento de la presión se calienta en el rango de la presión intermedia de forma isóbara a aproximadamente 200 ºC, antes de que el dispositivo de mantenimiento de la presión adopte progresivamente el control de la presión y la presión en la etapa de baja presión se eleve a la presión de funcionamiento.

Mediante este desarrollo del procedimiento existe en cada momento como máximo una diferencia de temperatura comparablemente pequeña entre la temperatura del refrigerante en el circuito primario y la del dispositivo de mantenimiento de la presión. Así, por ejemplo, al conectar el acumulador de presión en el funcionamiento de parada con la presión intermedia preferida de aproximadamente 3 MPa, la temperatura en el dispositivo de mantenimiento de la presión es de aproximadamente 230 ºC y en el circuito primario de aproximadamente 200 ºC.

El valor de la presión intermedia se corresponde ventajosamente en este caso con un valor en el rango algo por encima de la presión mínima necesaria para el funcionamiento de una bomba principal de refrigerante. Por consiguiente se mantiene la disposición de servicio de la bomba principal de refrigerante, de forma que se garantiza una evacuación eficiente y rápida del calor residual restante.

Convenientemente en el funcionamiento de parada durante la etapa de alta presión por la pulverización de refrigerante relativamente frío en el dispositivo de mantenimiento de la presión se reduce la temperatura aquí reinante y por consiguiente también la presión de vapor. Mediante la pulverización del refrigerante se condensa parcialmente el vapor situado en el espacio de vapor del dispositivo de mantenimiento de la presión, de forma que se reduce la presión de vapor. El refrigerante pulverizado se retira en este caso del recorrido de conducción frío del circuito primario, así de una zona de conducción antes de la entrada del refrigerante en el recipiente a presión del reactor.

Según una variante útil, a continuación en la transición a la etapa de baja presión, el dispositivo de mantenimiento de la presión se llena con el refrigerante, es decir, el espacio de vapor se sustituye de forma creciente por refrigerante líquido. En paralelo el acumulador de presión se conecta de forma que éste adopta progresivamente el control de la presión. A continuación el dispositivo de mantenimiento de la presión se llena completamente con refrigerante frío para alcanzar una temperatura de mezcla lo más baja posible en el dispositivo de mantenimiento de la presión.

Para alcanzar en el funcionamiento de arranque un aumento de la temperatura eficaz y rápido en el dispositivo de mantenimiento de la presión, se utiliza preferiblemente el valor disipado de la bomba principal de refrigerante para el calentamiento del refrigerante en el dispositivo de mantenimiento de la presión. Hasta ahora el calentamiento se realizó exclusivamente con la ayuda del dispositivo calefactor previsto en el dispositivo de mantenimiento de la presión. Se recurre a éste preferentemente de forma complementaria para el calentamiento del refrigerante también en el circuito primario.

El objetivo se resuelve además según la invención gracias a una planta con reactor nuclear con las características de la reivindicación 13. Las ventajas esgrimidas con respecto al procedimiento y configuraciones preferidas deben transmitirse según el sentido también a la planta con reactor nuclear. La planta con reactor nuclear presenta en particular los componentes y partes de la instalación necesarios para la realización del procedimiento.

Un ejemplo de realización de la invención se explica más en detalle a continuación mediante una única figura. Ésta muestra en una representación esquemática y fuertemente simplificada un gráfico del circuito primario de una planta del reactor de agua a presión.

En el circuito primario 2 representado el agua se hace circular como refrigerante K en la dirección de circulación indicada con la flecha 4, con la ayuda de una bomba principal de refrigerante 6. Y así el refrigerante K se suministra en primer lugar a un recipiente de presión del reactor 8, se calienta aquí y a continuación se conduce a través de un generador de vapor 10 en el que el calor contenido en el refrigerante K se transfiere a un circuito secundario no representado en detalle mediante un proceso de intercambio calor y se produce la generación de energía. El refrigerante K se suministra del generador de vapor 10 a través de la bomba de refrigerante 6 de nuevo al recipiente de presión del reactor.

En la dirección de circulación 4 después del recipiente de presión del reactor 8 está dispuesto un dispositivo de mantenimiento de la presión 12, que está unido reotécnicamente con el circuito primario 2 a través de una conexión de flujo 14. El dispositivo de mantenimiento de la presión 12 sirve para la conservación y regulación de la presión del refrigerante K en el circuito primario 2. Para ello el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 está lleno con el refrigerante K durante el funcionamiento normal hasta un nivel de llenado h. Por encima de la etapa del nivel de llenado h está dispuesto un espacio de vapor 16. Para la conservación y el control de la presión está previsto además un dispositivo calefactor 18, con cuya ayuda puede calentarse el refrigerante K en el dispositivo de mantenimiento de la presión 12. Con ello se aumenta la presión de vapor del vapor situado en el espacio de vapor 16, de forma que se aumenta en conjunto la presión del refrigerante K en el circuito primario 2. Para la reducción de la presión existe la posibilidad de pulverizar el refrigerante K comparablemente frío a través de un dispositivo de pulverización 20 en el espacio de vapor 16. Mediante la condensación del vapor que se produce en este caso se reduce la presión parcial del vapor. El dispositivo de pulverización 20 está unido a través de un conducto de desvío 22 con un así denominado “recorrido frío” del circuito primario 2 entre la bomba principal de refrigerante 6 y el recipiente de presión del reactor 8.

Además está previsto un acumulador de presión 24 que está lleno igualmente de agua hasta un nivel de llenado y presenta un colchón de nitrógeno 25 para el mantenimiento de la presión. Habitualmente en el acumulador de presión reina una presión de aproximadamente 4 MPa. El acumulador de presión forma parte de un sistema de refrigeración de emergencia. Este acumulador de presión 24 previsto de todos modos conceptualmente está unido a través de otra conexión de flujo 26 con el circuito primario 2. Además, el acumulador de presión está unido de forma duradera con el circuito primario 2 a través de un dispositivo de retorno no representado aquí en detalle durante el funcionamiento.

En paralelo al generador de vapor 10 está conectado un sistema de refrigeración posterior 28 en el circuito primario 2. Este sistema de refrigeración posterior 28 comprende un intercambiador de calor no representado en detalle para la evacuación de calor del refrigerante K. El conducto de desvío 22, la otra conexión de flujo 26, así como el sistema de refrigeración posterior 28 se unen reotécnicamente en caso de necesidad respectivamente a través de válvulas 30 controlables con el circuito primario 2 o se separan de éste.

El funcionamiento de la planta con reactor nuclear se controla habitualmente a través de un puesto de control central que comprende un dispositivo de control 32.

En el funcionamiento normal de la planta con reactor nuclear, en el circuito primario 2 se ajusta una presión de aproximadamente 15 MPa con la ayuda del dispositivo de mantenimiento de la presión 12. La temperatura del refrigerante K al salir del recipiente de presión del reactor 8 es típicamente de aproximadamente 330 ºC. En el dispositivo de mantenimiento de la presión está algunos grados por encima y aproximadamente en 340 a 345 ºC. Durante el funcionamiento normal el sistema de refrigeración posterior 28 está separado del circuito primario 2. El conducto de desvío 22 se une en caso de necesidad con el circuito primario 2, si para la regulación de la presión es necesaria una reducción de presión de poca importancia.

Por ejemplo, con finalidad de revisión o en el cambio del elemento combustible es necesario que la planta del reactor se pare y que en este caso el circuito primario 2 se lleve completamente a un estado sin presión. En la nueva puesta en servicio la presión y temperatura en el circuito primario deben llevarse de nuevo a las condiciones de funcionamiento antes de que se intensifique la generación de energía nuclear.

En el funcionamiento de parada se reduce de forma continua la presión en una primera etapa de baja presión y exclusivamente con la ayuda del dispositivo de pulverización 20 del dispositivo de mantenimiento de la presión 12. El dispositivo calefactor 18 está desconectado durante esta primera etapa del funcionamiento de parada. Al mismo tiempo las barras absorbentes se introducen en el recipiente de presión del reactor 8, de forma que se reduce igualmente el suministro de energía térmica al refrigerante en el recipiente de presión del reactor 8. La bomba principal de refrigerante 6 hace circular el refrigerante K además a través del generador de vapor 10, de forma que á través de éste se realiza una entrega de calor y reducción de la temperatura del refrigerante K en el circuito primario 2. Durante esta primera etapa del procedimiento para la reducción de la presión en el circuito primario 2 crece la diferencia de temperatura entre el refrigerante K en el circuito primario 2 y el del dispositivo de mantenimiento de la presión 12, ya que no se realiza un intercambio de flujo, o sólo muy pequeño, entre el refrigerante K en el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 y el refrigerante K que circula en el circuito primario 2.

Al alcanzar una presión intermedia de aproximadamente 3 – 3,5 MPa se conecta a continuación el acumulador de presión 24, con cuya ayuda se mantiene entonces la presión de forma constante durante una segunda etapa de baja presión. La presión intermedia se sitúa en este caso algo por encima de una presión de funcionamiento mínima necesaria para la bomba principal de refrigerante 6 de aproximadamente 2,5 MPa, para mantener su funcionamiento y la circulación del refrigerante K.

En el acumulador de presión 24 conectado, el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 se llena visiblemente con refrigerante K para alcanzar una temperatura de mezcla lo más baja posible dentro del dispositivo de mantenimiento de la presión. Durante esta fase de transición se realiza el mantenimiento de la presión o control de la presión tanto a través del dispositivo de mantenimiento de la presión 12, como también a través de acumulador de presión 24. Después de la conmutación completa al acumulador de presión 24, cuando no se realiza un control de la presión así a través de la presión de vapor en el espacio de vapor 16 del dispositivo de mantenimiento de la presión 12, el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 se llena completamente con refrigerante K.

A continuación durante la etapa de baja presión se realiza un mantenimiento de la presión a aproximadamente 3 MPa, exclusivamente con la ayuda del acumulador de presión 24. Durante el proceso isóbaro de intercambio de calor se alimenta desde el exterior mientras sea necesario refrigerante K para mantener la presión.

En el momento de la conexión del acumulador de presión 24 con la presión intermedia de aproximadamente 3 MPa, la temperatura del refrigerante K en el circuito primario 2 se enfría a aproximadamente 200 ºC. La temperatura del refrigerante K en el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 es todavía aproximadamente de 230 ºC, de forma que en este momento todavía existe una diferencia de temperatura no crítica.

En el desarrollo ulterior se suministra desde arriba refrigerante K frío de forma continua al dispositivo de mantenimiento de la presión 12 ahora a través del conducto de desvío 22 y el dispositivo de pulverización 20, de forma que el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 se intercala en conjunto en el funcionamiento de circulación, de tal manera que ahora también el refrigerante K del dispositivo de mantenimiento de la presión 12 en el funcionamiento de circulación se enfría en primer lugar a través del generador de vapor 10 y después de sobrepasar una temperatura mínima a través del sistema de refrigeración posterior 28. Mediante esta medida el refrigerante K en el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 se enfría esencialmente conjuntamente con el refrigerante en el circuito primario, de forma que no pueden aparecer grandes diferencias de temperatura.

El sistema de refrigeración posterior se conecta en este caso con aproximadamente 120 ºC a 80 ºC y en primer lugar se hace funcionar en paralelo con el generador de vapor 10, hasta que éste se desconecta con una temperatura menor de 80 ºC. La energía térmica del refrigerante K se evacua entonces posteriormente a través del sistema de refrigeración posterior 28.

Tan pronto como se alcanza una temperatura objetivo inferior de aproximadamente 50 ºC, el acumulador de presión 24 se separa de nuevo del circuito primario 2 y el circuito primario 2 se conecta completamente sin presión al dejar salir el refrigerante K en una tercera etapa. Habitualmente se vacía completamente en este caso el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 y se llena con nitrógeno.

En el proceso de vaciado del dispositivo de mantenimiento de la presión 12 existe por ello como máximo todavía una diferencia de temperatura insignificante entre el refrigerante K en el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 y el del circuito primario 2, de forma que no aparece una carga térmica de la conexión de flujo 14.

Este control de los procesos individuales se realiza en este caso a través del dispositivo de control 32, que está conectado con componentes individuales, en particular también las válvulas 30 así como dispositivos de medida y control aquí no representados.

Mediante el procedimiento aquí descrito se evita, por un lado, una carga por temperatura en particular de la conexión de flujo 14, en la parada sistemática de la planta con reactor nuclear. Al mismo tiempo se recurre a componentes ya presentes, de forma que no son necesarias instalaciones adicionales.

Al intensificar nuevamente la producción de la planta se procede esencialmente en la secuencia inversa que en el funcionamiento de parada. En primer lugar se llena el circuito primario 2 y el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 necesariamente con agua como refrigerante K. A continuación mediante la conexión del acumulador de presión 24,

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la presión del refrigerante K en el circuito primario 2 se eleva a aproximadamente 3 a 4 MPa y durante la etapa de baja presión se mantiene a aproximadamente este valor. Durante la etapa de baja presión se calienta visiblemente el refrigerante K. En este caso se conduce – análogamente al funcionamiento de parada – también el refrigerante K en el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 en el funcionamiento de circulación. El dispositivo de mantenimiento de la presión 12 se llena en este caso preferiblemente completamente con refrigerante K. Para el calentamiento del refrigerante K se utiliza el calor disipado por la bomba principal de refrigerante 6. Adicionalmente se conecta en caso de necesidad también el dispositivo calefactor 18 para el calentamiento. Mediante el funcionamiento de circulación, la temperatura del refrigerante K en el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 se eleva rápidamente en paralelo a la temperatura del refrigerante en el circuito primario 2, y hasta un valor de aproximadamente 200 ºC.

A continuación se hace pasar a la etapa de alta presión. Para ello el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 se saca del funcionamiento de circulación y con la ayuda del dispositivo calefactor 18 se calienta visiblemente el refrigerante K en el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 y se evapora parcialmente, de forma que poco a poco se configura el colchón de vapor y aumenta progresivamente la presión. Tan pronto como se configura un colchón de vapor 16 suficientemente grande, de forma que puede realizarse el control de la presión sólo a través del dispositivo de mantenimiento de la presión 12, se desconecta el acumulador de presión 24. En la etapa de alta presión la temperatura del refrigerante K en el dispositivo de mantenimiento de la presión 12 se eleva progresivamente a través del dispositivo calefactor 18 a la temperatura de funcionamiento normal. Al mismo tiempo se eleva también la presión a la presión de funcionamiento normal. En paralelo a ello se eleva mediante el funcionamiento de circulación del refrigerante K en el circuito primario 2 también su temperatura a la temperatura de funcionamiento. Tan pronto como se alcanza la presión de funcionamiento y la temperatura de funcionamiento de 15 MPa y aproximadamente 320 ºC, se intensifica la generación de energía nuclear en el recipiente de presión del reactor 8 mediante una excitación correspondiente de las barras absorbentes.

Lista de referencias

2 Circuito primario 4 Dirección de circulación 6 Bomba principal de refrigerante 8 Recipiente de presión del reactor 10 Generador de vapor 12 Dispositivo de mantenimiento de la presión 14 Conexión de flujo 16 Espacio de vapor 18 Dispositivo calefactor 20 Dispositivo de pulverización 22 Conducto de desvío 24 Acumulador de presión 25 Colchón de nitrógeno 26 Otra conexión de flujo 28 Sistema de refrigeración posterior 30 Válvula 32 Dispositivo de control K Refrigerante h Nivel del llenado


Reivindicaciones:

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).






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