Procedimiento para despresurizar una central nuclear, sistema de despresurización para una central nuclear así como central nuclear correspondiente.

Procedimiento para despresurizar una central nuclear (2), con un recinto de contención

(4) para la oclusión de portadores de actividad y con una salida (10, 10') para una corriente de descarga, en donde la corriente de descarga es guiada a través de un conducto de descarga (12, 12') dotado de un sistema de filtrado desde el recinto de contención 5 (4) a la atmósfera, en donde el sistema de filtrado comprende una cámara de filtrado (16) con una entrada de cámara de filtrado (124), una salida de cámara de filtrado (128) y un filtro de absorción (18) situado entremedio, y en donde la corriente de descarga

- en primer lugar se guía hasta un segmento de alta presión (70),

- a continuación se distiende por expansión en una instalación de estrangulación (72),

- a continuación se conduce al menos parcialmente a través de la cámara de filtrado (16) con el filtro de absorción (18), y

- finalmente se descarga por soplado a la atmósfera,

caracterizado porque la corriente de descarga distendida mediante la instalación de estrangulación (72) es conducida justo antes de su entrada en la cámara de filtrado (16) a través de un segmento de sobrecalentamiento (80), en el que se calienta mediante transferencia térmica directa o indirecta desde la corriente de descarga todavía no distendida en el segmento de alta presión (70), hasta una temperatura que está situada al menos 10 ºC, de forma preferida entre 20ºC y 50ºC por encima de la temperatura del punto de rocío allí existente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/003574.

Solicitante: AREVA GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

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

Inventor/es: ECKARDT, BERND, LOSCH,NORBERT, PASLER,CARSTEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Disposiciones para la protección de emergencia estructuralmente... > G21C9/004 (Supresión de la presión)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para despresurizar una central nuclear, sistema de despresurización para una central nuclear así como central nuclear correspondiente

La invención se refiere a un procedimiento para despresurizar una central nuclear, con un recinto de contención para la oclusión de portadores de actividad y con una salida para una corriente de descarga, en donde la corriente de descarga es guiada a través de un conducto de descarga dotado de un sistema de filtrado desde el recinto de contención a la atmósfera, en donde el sistema de filtrado comprende una cámara de filtrado con una entrada de cámara de filtrado, una salida de cámara de filtrado y un filtro de absorción situado entremedio, y en donde la corriente de descarga

en primer lugar se guia hasta un segmento de alta presión, a continuación se distiende por expansión en una instalación de estrangulación,

a continuación se conduce al menos parcialmente a través de la cámara de filtrado con el filtro de absorción, y

finalmente se descarga por soplado a la atmósfera.

La invención se refiere asimismo a un sistema de despresurización correspondiente para una central nuclear, con un recinto de contención para la oclusión de portadores de actividad y con una salida para una corriente de descarga, en donde a la salida está conectado un conducto de descarga dotado de un sistema de filtrado, en donde el sistema de filtrado comprende una cámara de filtrado con una entrada de cámara de filtrado, una salida de cámara de filtrado y un filtro de absorción situado entremedio, y en donde

el conducto de descarga comprende un segmento de alta presión,

al extremo del segmento de alta presión se ha conectado una instalación de estrangulación en el conducto de descarga,

el conducto de descarga desemboca corriente abajo de la instalación de estrangulación en la entrada de

cámara de filtrado, y

la salida de cámara de filtrado está unida a una abertura de descarga por soplado que conduce hasta la

atmósfera.

La invención se refiere por último a una central nuclear con un sistema de despresurización de este tipo.

Para retener los gases o vapores activos que se producen en situaciones de averia, en especial en el caso improbable de fusión del núcleo, las centrales nucleares están circundadas habitualmente por un recinto de contención de hormigón, hormigón armado o acero, relativamente macizo, cerrado herméticamente con respecto al mundo exterior, que también recibe el nombre de contención o "containment". Las envueltas de seguridad de este tipo están diseñadas habitualmente para resistir incluso presiones internas elevadas, como las que pueden producirse por ejemplo en el caso de una explosión de gas fulminante o en el caso de una liberación masiva de vapor de refrigerante desde el circuito de refrigerante.

Sin embargo, las investigaciones sobre el comportamiento del "containment" bajo unas presiones accidentales claramente mayores han demostrado que en situaciones desfavorables, a causa de los puntos de fuga que aparecen, puede producirse posiblemente una liberación relevante de una atmósfera relativamente muy contaminada al entorno. Para minimizar unas fugas no filtradas de este modo es muy ventajoso que pueda llevarse a cabo una amplia despresurización hasta unas sobrepresiones reducidas, o incluso hasta una presión ambiente. Esto tiene una importancia notable en especial en el caso de "containment"s para los que se hace más probable, en estas fases de sobrepresión, una formación de grietas a causa de la construcción, como p.ej. en un "containment" de hormigón o en regiones de obturación sensibles, como esclusas, etc.

En numerosas centrales nucleares ya se han instalado por ello diferentes sistemas para limitar la despresurización y descomprimir (con filtrado) el "containment" en situaciones de accidente. Estas instalaciones hacen posible la retención de los aerosoles y parcialmente también del yodo elemental. Hasta ahora no es posible una retención efectiva de yodo procedente de esta corriente de descarga - en funcionamiento pasivo sin alimentación de energía exterior. Sin embargo, los últimos descubrimientos en la investigación de accidentes muestran que en estos eventos en especial la parte de yodo orgánico emitida puede contribuir de forma esencial a la carga de radiación sobre la población y de este modo supone un riesgo elevado. Por yodo orgánico en el marco de esta solicitud se entiende en especial yodo en forma de compuestos orgánicos con un número de carbonos reducido, como yoduro

metílico, etc.

Por ejemplo, en el caso del procedimiento citado al comienzo conforme a la publicación para información de solicitud de patente internacional WO 9/1671 y al correspondiente equipamiento, se conduce una corriente de descarga que fluye a través de un conducto de descarga hacia fuera del recinto de contención y que se produce bajo una presión relativamente elevada, después de su despresurización y secado por expansión, a través de una válvula de estrangulación también llamada estrangulador y a través de una cámara de filtrado con un filtro de absorción. Los filtros de absorción de este tipo reciben también el nombre de tamices moleculares o abreviadamente tamices mol y retinen relativamente bien el yodo elemental en la corriente de descarga mediante absorción, si las condiciones de funcionamiento se eligen de tal manera que no se llegue a una descondensación de la corriente de descarga en el tamiz molecular. Por el contrario, en funcionamiento húmedo puede producirse una destrucción o una "obstrucción" irreversible de las superficies de filtrado sensibles.

Para evitar esto se asegura conforme al documento WO 9/1671 una temperatura de funcionamiento suficientemente elevada del filtro de absorción de yodo, en especial con una capa de nitrato de plata, de tal modo que la corriente de descarga relativamente caliente en el segmento de alta presión del conducto de descarga, es decir corriente arriba del estrangulador, es conducida a lo largo de la cámara de filtrado (o también a través de tubos de calefacción mediante elementos de filtrado aislados) y con ello precalienta ésta mediante transferencia térmica. La instalación puede combinarse con un filtrado grueso y fino preconectado, un tamiz de fibras metálicas para deshumedecer el gas y, adicionalmente, con un lavador Venturi que se descarga libremente por soplado. La distancia del punto de rocío conseguida de la corriente de descarga en el segmento de baja presión está fijada fundamentalmente por la temperatura (teórica) del estrangulador y es aquí, por motivos constructivos, aproximadamente de tan solo 5°C. La retención de yodo orgánico, como ya se ha citado anteriormente, no es satisfactoria conforme a las últimas investigaciones, de cualquier forma no en el caso de un modo de funcionamiento económicamente viable sin uso de energía externa.

Asimismo se producen en especial en fases de desconexión (sin circulación), a causa de la descomposición de las actividades introducidas, unas considerables cantidades de calor posterior. Esto puede conducir a un importante calentamiento del tamiz molecular, en donde incluso a una temperatura de funcionamiento de aprox. 21°C se produce una destrucción de los microcristales a causa de la fusión de la capa de nitrato de plata y, de esta forma, se pierde la acción precipitadora y tiene lugar una liberación de actividades.

El documento DE 13 28 773 B3 hace patente un procedimiento similar al del documento WO 9/1671 y una instalación similar.

El documento DE 38 24 66 A1 hace patente un filtro con una calefacción integrada, en donde para impedir una formación de agua condensad sobre o en el filtro se calientan sus componentes hasta la temperatura... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Procedimiento para despresurizar una central nuclear (2), con un recinto de contención (4) para la oclusión de portadores de actividad y con una salida (1, 1) para una corriente de descarga, en donde la corriente de descarga es guiada a través de un conducto de descarga (12, 12) dotado de un sistema de filtrado desde el recinto de contención (4) a la atmósfera, en donde el sistema de filtrado comprende una cámara de filtrado (16) con una entrada de cámara de filtrado (124), una salida de cámara de filtrado (128) y un filtro de absorción (18) situado entremedio, y en donde la corriente de descarga

en primer lugar se guía hasta un segmento de alta presión (7),

a continuación se distiende por expansión en una instalación de estrangulación (72),

a continuación se conduce al menos parcialmente a través de la cámara de filtrado (16) con el filtro de absorción (18), y

finalmente se descarga por soplado a la atmósfera,

caracterizado porque la corriente de descarga distendida mediante la instalación de estrangulación (72) es conducida justo antes de su entrada en la cámara de filtrado (16) a través de un segmento de sobrecalentamiento (8), en el que se calienta mediante transferencia térmica directa o indirecta desde la corriente de descarga todavía no distendida en el segmento de alta presión (7), hasta una temperatura que está situada al menos 1 °C, de forma preferida entre 2°C y 5°C por encima de la temperatura del punto de rocío allí existente.

2.- Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la corriente de descarga en el segmento de alta presión (7) es guiada al menos parcialmente a lo largo de la cámara de filtrado (16) y ésta es calentada con ello mediante una transferencia térmica.

3.- Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en donde la cámara de filtrado (16) circunda una cámara central (84) o limita con la misma, en donde la corriente de descarga en el segmento de alta presión (7) es conducida a través de unos elementos de intercambiador de calor (98) dispuestos en la cámara central (84) o que penetran en la misma, y en donde la corriente de descarga es conducida en el segmento de sobrecalentamiento (8), exteriormente a lo largo de los elementos de intercambiador de calor (98), a través de la cámara central (84).

4 - Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la corriente de descarga en el segmento de alta presión (7) es conducida, a través de un recipiente de lavado (14) que contiene un líquido de lavado (32) con varias toberas de afluencia (42), de forma preferida del tipo lavadores Venturi.

5.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la corriente de descarga se extrae de una cámara de condensación (152) de un reactor nuclear, en especial de un reactor de agua hirviente y desde allí se lleva hasta su calentamiento, sin conexión intermedia de un recipiente de lavado, a lo largo de la cámara de filtrado (16).

6.- Procedimiento según la reivindicación 4, en donde el líquido de lavado (32) es guiado hacia fuera del recipiente de lavado (14) a través de un conducto de circulación (182), que al menos en un segmento parcial está en contacto térmico con la cámara de filtrado (16) y calienta la misma mediante transferencia térmica desde el líquido de lavado (32) circulante.

7.- Procedimiento según la reivindicación 6, en donde la corriente de descarga distendida mediante la instalación de estrangulación (72) en el segmento de sobrecalentamiento (8) está en contacto térmico con el conducto de circulación (182) y se calienta mediante transferencia de calor desde el líquido de lavado (32) circulante.

8.- Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, en donde el flujo del líquido de lavado (32) a través del conducto de circulación (182) es accionado mediante el impulso, transferido en el recipiente de lavado (14) desde la corriente de descarga al líquido de lavado (32).

9.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8, en donde el líquido de lavado (32) extraído del recipiente de lavado (14) se alimenta de nuevo, después de circular por el conducto de circulación (182), al recipiente de lavado (14) en un punto situado geodésicamente más alto.

1.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 9, en donde la cámara de filtrado (16) circunda una cámara central (84) o limita con ella, en donde el líquido de lavado (32) circulante es conducido a través de unos elementos de intercambiador de calor (98) dispuestos en la cámara central (84) o que penetran en la misma, en especial unos tubos de intercambiador de calor, y en donde la corriente de descarga en el segmento de sobrecalentamiento (8) es conducida a través de la cámara central (84), exteriormente a lo largo de los elementos

de intercambiador de calor (98).

11.- Sistema de despresurización (8) para una central nuclear (2), con un recinto de contención (4) para la oclusión de portadores de actividad y con una salida (1, 1) para una corriente de descarga, en donde a la salida (1, 1) está conectado un conducto de descarga (12, 12) dotado de un sistema de filtrado, en donde el sistema de filtrado comprende una cámara de filtrado (16) con una entrada de cámara de filtrado (124), una salida de cámara de filtrado (128) y un filtro de absorción (18) situado entremedio, y en donde

el conducto de descarga (12, 12) comprende un segmento de alta presión (7),

al extremo del segmento de alta presión (7) se ha conectado una instalación de estrangulación (72) en el conducto de descarga (12),

el conducto de descarga (12, 12) desemboca corriente debajo de la instalación de estrangulación (72) en la entrada de cámara de filtrado (124), y

la salida de cámara de filtrado (128) está unida a una abertura de descarga por soplado (2) que conduce hasta la atmósfera,

caracterizado porque el conducto de descarga (12, 12) presenta entre la instalación de estrangulación (72) y la entrada de la cámara de filtrado (124) un segmento de sobrecalentamiento (8), que está acoplado térmicamente a través de superficies de intercambiador de calor (68) al segmento de alta presión (7), en donde estas superficies de intercambiador de calor (68) están dlmenslonadas de tal manera que la corriente de descarga, que se ajusta en las condiciones de diseño-caso de avería en el segmento de sobrecalentamiento (8), se calienta hasta una temperatura que está situada al menos 1°C, de forma preferida 2°C a 5°C por encima de la temperatura del punto de rocío allí existente.

12 - Sistema de despresurización (8) según la reivindicación 11, en donde el segmento de alta presión (7) es guiado a lo largo de la cámara de filtrado (16), al menos en un segmento parcial, y se acopla a través de superficies de intercambio de calor (66, 68) térmicamente a la cámara de filtrado (16), de tal modo que la cámara de filtrado (16) se callenta mediante la corriente de descarga.

13.- Sistema de despresurización (8) según la reivindicación 11 ó 12, en donde la cámara de filtrado (16) circunda una cámara central (84) o limita con la misma, en donde están dispuestos en la cámara central (84) uno o varios elementos de Intercambiador de calor (98), a través de los cuales puede existir circulación, o penetran en la misma, y en donde el guiado de flujo en el conducto de descarga (12) está configurado de tal manera, que la corriente de descarga en el segmento de alta presión (7) es conducida a través de los elementos de Intercambiador de calor (98) y es conducida, exteriormente en el segmento de sobrecalentamiento (8), a lo largo de los elementos de Intercambiador de calor (98), a través de la cámara central (84).

14.- Sistema de despresurización (8) según una de las reivindicaciones 11 a 13, en donde en el segmento de alta presión (7) está conectado al conducto de descarga (12) un recipiente de lavado (14) que contiene un líquido de lavado (32) con al menos una tobera de afluencia (42), de forma preferida de tipo lavador Venturi.

15.- Sistema de despresurización (8) según una de las reivindicaciones 11 a 13 para una central nuclear (2) con un reactor de agua hlrvlente que presenta una cámara de condensación (152), en donde el conducto de descarga (12) está conectado en el lado de afluencia a la cámara de condensación (152) y desde allí, sin recipientes de lavado conectados de forma Intermedia, es guiada a lo largo de la cámara de filtrado (16) para su calentamiento.

16.- Sistema de despresurización (8) según la reivindicación 14, en donde al recipiente de lavado (14) está conectado un conducto de circulación (182) para hacer circular líquido de lavado (32), en donde el conducto de circulación (182) es guiado a lo largo de la cámara de filtrado (16) y está en contacto térmico con la misma, de tal manera que se realiza una transferencia térmica desde el líquido de lavado (32) circulante a la cámara de filtrado (16).

17.- Sistema de despresurización (8) según la reivindicación 16, en donde el segmento de sobrecalentamiento (8) del conducto de descarga (12) está acoplado a través de superficies de Intercambiador de calor (68) térmicamente al conducto de circulación (182), de tal manera que allí se realiza una transferencia de calor desde el líquido de lavado (32) circulante a la corriente de descarga.

18.- Sistema de despresurización (8) según la reivindicación 16 ó 17, en donde la cámara de filtrado (16) circunda una cámara central (84) o limita con la misma, en donde el conducto de circulación (182) presenta uno o varios elementos de Intercambiador de calor (98), por los que en funcionamiento de descarga fluye el líquido de lavado (32) y que están dispuestos en la cámara central (84) o penetran en la misma, y en donde el guiado de flujo en el conducto de descarga (12) está configurado de tal manera, que la corriente de descarga en el segmento de

sobrecalentamiento (8) es conducida, exteriormente a lo largo de los elementos de ¡ntercambiador de calor (98), a través de la cámara central (84).

19.- Sistema de despresurización (8) según una de las reivindicaciones 16 a 18, en donde el conducto de circulación (182) presenta una entrada de líquido de lavado (18) que desemboca en el recipiente de lavado (14) y

una salida de líquido de lavado (184), situada más alta con relación a la entrada de líquido de lavado (18) y que también desemboca en el recipiente de lavado (14).

2.- Sistema de despresurización (8) según una de las reivindicaciones 16 a 19, en donde al menos una de las toberas de afluencia (42) está orientada de tal modo que el impulso de la corriente de descarga que fluye a través del mismo transferido al líquido de lavado (32) acciona la circulación del líquido de lavado (32) a través del

conducto de circulación (182).

21.- Central nuclear (2) con una recinto de contención (4) para la oclusión de portadores de actividad y con un sistema de despresurización (8) según una de las reivindicaciones 11 a 2.