Reactor nuclear compacto de agua a presión, que comprende una cuba (10) cerrada por medio de una tapa,

un núcleo (14) de reactor alojado en la cuba (10), un generador (12) de vapor que constituye la capa de la cuba (10), medios (28) de bombeo primarios alojados en la cuba (10) y capacitados para hacer circular agua entre el núcleo (14) del reactor y el generador (12) de vapor, y un presurizador (30) capacitado para asegurar la puesta bajo presión del agua, que se caracteriza porque el presurizador (30) está alojado en la cuba (10) del reactor, de manera que forma un circuito primario totalmente integrado en la citada cuba, comprendiendo el presurizador (30) un depósito de forma anular, con sección en forma de U invertida, abierto hacia abajo y en el que la cúspide comunica con un balón (32) que constituye una fuente de vapor

Reactor nuclear compacto de agua a presión.

Campo técnico

La invención se refiere a un reactor nuclear de agua a presión, de concepción integrada y compacta.

La invención se aplica, en particular, a los reactores nucleares de pequeña y mediana potencia, es decir, especialmente a los reactores cuya potencia sea inferior o igual a aproximadamente 600 Mwe.

Estado de la técnica anterior

Los reactores nucleares de agua a presión existentes, comprenden normalmente una cuba que contiene el núcleo del reactor, circuitos primarios que conectan la cuba con los generadores de vapor situados en el exterior de la misma, y bombas primarias capacitadas para hacer circular el agua a presión por cada uno de los circuitos primarios, para transferir hasta los generadores de vapor el calor producido por la reacción nuclear en el núcleo del reactor. Un presurizador, situado asimismo en el exterior de la cuba, asegura la puesta bajo presión del agua contenida en la cuba y en los circuitos primarios.

En estos reactores nucleares existentes, unos circuitos secundarios conectan cada uno de los generadores de vapor con una turbina que arrastra un alternador, para transformar en corriente eléctrica el calor proveniente del circuito primario. De manera más precisa, en los generadores de vapor, este calor transforma en vapor el agua puesta en circulación en los circuitos secundarios por medio de bombas secundarias. El vapor que acciona la turbina, es devuelto a continuación al estado líquido en un condensador.

Se conocen igualmente reactores nucleares de agua a presión de tipo "integrado", y reactores nucleares de agua a presión de tipo "compacto".

Los reactores de tipo integrado se distinguen de los anteriores por el hecho de que los generadores de vapor están situados en el interior de la cuba del reactor, en una región anular delimitada entre la pared periférica de la cuba y un tabique interior a la misma. Las bombas primarias se mantienen sin embargo ubicadas en el exterior de la cuba, a la que están conectadas por medio de canalizaciones apropiadas. Los mecanismos de comando de las barras de control están igualmente situados en el exterior de la cuba, como en los reactores tradicionales. Un recinto estanco asegura el confinamiento global del circuito primario.

En los reactores de tipo compacto, un único generador de vapor forma la tapa de la cuba.

Los reactores nucleares de agua a presión de concepción clásica, de tipo integrado y de tipo compacto, se han utilizado con éxito desde hace bastantes años, o han sido objeto de numerosos proyectos.

Éstos presentan, no obstante, algunos inconvenientes que se derivan directamente de su concepción.

Un primer inconveniente se refiere a su concepción. Las bombas primarias y el presurizador están situados fuera de la cuba. Las barras de control son movidas por medio de motores situados fuera de la cuba, y el mecanismo contiene una transmisión en ángulo. La complejidad de estos dispositivos no permite concebir por tanto núcleos de gran potencia (superior a 500 o 1000 MW térmicos), en virtud de la voluminosidad asociada a la necesidad de numerosas barras de control.

Un segundo inconveniente consiste en su coste de inversión, debido principalmente a la arquitectura de las edificaciones impuesta por la concepción mencionada anteriormente.

Otro inconveniente se refiere a la existencia de un cierto número de situaciones accidentales asimismo inherentes a la concepción de los reactores existentes. Estas situaciones imponen la presencia de numerosos sistemas de salvaguarda y de evacuación de la potencia residual que incrementan de forma considerable el coste de estos reactores.

Por añadidura, los reactores nucleares de agua a presión existentes permiten solamente la utilización de conjuntos de combustible nuclear de concepción tradicional. Sin embargo, algunos conjuntos de concepción más reciente presentan ventajas sustanciales que sería deseable poder utilizar.

Exposición de la invención

La invención tiene por objeto resolver, al menos parcialmente, los problemas planteados por los reactores nucleares de agua a presión existentes.

De manera más precisa, la invención tiene especialmente por objeto proponer un reactor nuclear compacto de agua a presión, cuya concepción original le permite ser más económico en cuanto a la construcción, e intrínsecamente más seguro que los reactores existentes, todo ello permitiendo eventualmente el recurso a conjuntos de combustible nuclear de diferentes tipos.

De acuerdo con la invención, este objetivo se alcanza al menos parcialmente gracias a un reactor nuclear compacto de agua a presión, que comprende una cuba cerrada por medio de un cubierta, un núcleo de reactor alojado en la cuba, un generador de vapor que forma la cubierta de la cuba, medios de bombeo primarios capacitados para hacer circular el agua entre el núcleo del reactor y el generador de vapor, y un presurizador capacitado para asegurar la puesta bajo presión del agua, que se caracteriza porque los medios de bombeo y el presurizador están alojados en la cuba del reactor, de manera que forman un circuito primario totalmente integrado en la citada cuba.

La concepción totalmente integrada del reactor conforme a la invención, permite reducir los costes de inversión, principalmente simplificando la arquitectura de las edificaciones. Esta concepción integrada permite también eliminar un determinado número de situaciones accidentales difíciles de gestionar desde el punto de vista de la seguridad, y que imponen sistemas de gestión costosos.

Según un modo de realización preferido de la invención, los mecanismos de comando de las barras de control están asimismo integrados en la cuba del reactor.

En el modo de realización preferido de la invención, un tabique sensiblemente anular sobresale hacia abajo a partir de la cubierta y delimita, en el interior de la cuba, una región periférica y una región central. El núcleo del reactor y el presurizador están también alojados respectivamente en la parte baja y en la parte alta de la región central, y los medios de bombeo están alojados en la parte alta de la región periférica.

Con preferencia, el presurizador comprende un depósito de forma anular, con sección en forma de U invertida, abierto hacia abajo, y en el que la cúspide comunica con un balón que forma una fuente de vapor, habiéndose previsto medios para alimentar el citado balón con agua tomada en la región periférica, por debajo de los medios de bombeo.

Ventajosamente, un sistema de venturi, alimentado por el agua contenida en la región central, está situado en la región periférica para crear en ella una circulación natural del agua, de arriba abajo, en caso de fallo de los medios de bombeo.

Como complemento, un intercambiador de refrigeración de emergencia está situado ventajosamente en la región periférica, por debajo del sistema de venturi.

En un modo de realización preferido de la invención, la reactividad del núcleo del reactor es pilotada en ausencia de veneno neutrónico soluble en el agua de refrigeración.

Breve descripción de los dibujos

Ahora se va a describir, a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, un modo de realización preferido de la invención, con referencia a los dibujos anexos, en los que la figura única es una vista de lado, en corte vertical, que representa esquemáticamente un reactor nuclear compacto de agua a presión de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de un modo de realización preferido de la invención

Según se ha representado esquemáticamente en la figura única, el reactor nuclear compacto de agua a presión conforme a la invención comprende una cuba 10, de eje vertical.

El extremo superior de la cuba 10 incluye una abertura normalmente cerrada por medio de un generador de vapor 12 que constituye así la cubierta de la cuba.

El volumen cerrado contenido en el interior de la cuba 10, por debajo de la cubierta materializada por el generador de vapor 12, está delimitado interiormente por un tabique 15 sensiblemente anular, que sobresale hacia abajo a partir de la citada cubierta. El tabique 15, centrado en el eje vertical de la cuba 10, separa así este volumen cerrado en una región 16 central y una región 18 periférica, en comunicación una con la otra por la parte baja de la cuba 10.

El núcleo 14 del reactor está alojado en la parte...

1. Reactor nuclear compacto de agua a presión, que comprende una cuba (10) cerrada por medio de una tapa, un núcleo (14) de reactor alojado en la cuba (10), un generador (12) de vapor que constituye la capa de la cuba (10), medios (28) de bombeo primarios alojados en la cuba (10) y capacitados para hacer circular agua entre el núcleo (14) del reactor y el generador (12) de vapor, y un presurizador (30) capacitado para asegurar la puesta bajo presión del agua, que se caracteriza porque el presurizador (30) está alojado en la cuba (10) del reactor, de manera que forma un circuito primario totalmente integrado en la citada cuba, comprendiendo el presurizador (30) un depósito de forma anular, con sección en forma de U invertida, abierto hacia abajo y en el que la cúspide comunica con un balón (32) que constituye una fuente de vapor.

2. Reactor nuclear compacto de agua a presión según la reivindicación 1, en el que mecanismos de comando de barras de control (40) se encuentran igualmente integrados en la cuba (10) del reactor.

3. Reactor nuclear compacto de agua a presión según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un tabique (15) sensiblemente anular sobresale hacia abajo a partir de la tapa y delimita, en el interior de la cuba (10), una región (18) periférica y una región (16) central, estando el núcleo (14) del reactor y el presurizador (30) alojados respectivamente en la parte baja y en la parte alta de la región (16) central, y estando los medios (28) de bombeo alojados en la parte alta de la región (18) periférica.

4. Reactor nuclear compacto de agua a presión según la reivindicación 3, en el que se han previsto medios (38) para alimentar el citado balón (32) con agua tomada en la región (18) periférica, corriente abajo de los medios (28) de bombeo.

5. Reactor nuclear compacto de agua a presión según una cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, en el que un sistema de venturi (44), alimentado por el agua contenida en la región (16) central, está situado en la región (18) periférica para crear en ella una circulación natural de agua, de arriba abajo, en caso de fallo de los medios (28) de bombeo.

6. Reactor nuclear compacto de agua a presión según la reivindicación 5, en el que está dispuesto igualmente un intercambiador (42) de refrigeración de emergencia en la región (18) periférica, por debajo del sistema de venturi (44).

7. Reactor nuclear compacto de agua a presión según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la reactividad del núcleo (14) está pilotada en ausencia de veneno neutrónico soluble en el agua de refrigeración.