Centrals NUCLEARS Flashcards
Què és una CENTRAL NUCLEAR?
És una central TERMOELÈCTRICA que la font tèrmica s’obté de la FISSIÓ dels ÀTOMS d’URANI i PLUTONI
(((primer reactor nuclear: 1942 - Enrico Fermí, Universitat de Chicago)))
Explica la TRANSFORMACIÓ de l’ENERGIA en una CENTRAL NUCLEAR
1/ ENERGIA NUCLEAR - Combutible
|
2/ ENERGIA TÈRMICA - Caldera
|
3/ ENERGIA CINÈTICA - Vapor
|
4/ ENERGIA CINÈTICA DE ROTACIÓ - Turbina
|
5/ ENERGIA ELÈCTRICA - Alternador
|
6/ Utilizació
Les centrals nuclears s’utilitzen com a CENTRALS BASE. (Pel seu funcionament no poden tenir parades i han de tenir una càrrega tan constant com sigui possible)
Quina és la part principal d’una CENTRAL NUCLEAR i quines parts té?
REACTOR NUCLEAR:
- part més important i nucli d’una central nuclear.
- permet produir i controlar les reaccions en cadena sostingudes
- fa possible l’aprofitament de l’energia tèrmica obtinguda per obtenir vapor d’aigua
- el vapor d’aigua obtingut acciona una turbina solidària a un generador elèctric.
Parts del REACTOR nuclear:
A/ VAS del REACTOR
B/ MODERADOR
C/ BARRES DE CONTROL
D/ REFRIGERANT
Què és el VAS del REACTOR d’un REACTOR NUCLEAR?
A/ VAS del REACTOR:
- recipient d’accés pur que conté:
- una FONT DE NEUTRONS (per iniciar la reacció en cadena)
- el COMBUSTIBLE NUCLEAR (urani natural, urani enriquit o plutoni) (material fèrtil fissionable)
Què és el MODERADOR d’una CENTRAL NUCLEAR?
B/ MODERADOR:
- per reduir la velocitat dels neutrons emesos en la reacció de fissió (poder mantenir la reacció)
- són aigua, aigua pesant i grafit
(((el REACTOR RÀPID és un tipus de reactor que no utilitza moderador. Funciona amb urani enriquit )))
Què són les BARRES DE CONTROL d’un REACTOR NUCLEAR?
C/ BARRES DE CONTROL: formades per materials que absorbeixen neutrons (aliatges de bor, cadmi i hafni)
- regula el nombre de fissió s que es produeixen per unitat de temps
- si s’introdueixin totalment, la reacció en cadena s’atura.
- a mesura que van sortint, la reacció en cadena augmenta.
(Hi ha un sistema de control de temperatura que actúa sobre el posicionament de les barres de control)
Què és el REFRIGERANT d’un REACTOR NUCLEAR?
D/ REFRIGERANT:
- refrigera el reactor, evitant el sobreescalfament.
- transporta la calor generada, a través d’un CIRCUIT SECUNDARI, al grup TURBINA-ALTERNADOR
- després, torna al alreactor i repeteix el cicle.
- el recorregut del refrigerador és el CIRCUIT PRMARI
Tipus principals de CENTRALS NUCLEARS
A/ Cenrtals amb REACTOR d’AIGUA A PRESSIÓ (PWR)
B/ Centrals amb REACTOR D’AIGUA EN EBULLICIÓ (BWR)
C/ Centrals amb REACTORS de NUTRONS RÀPIDS
Què són les Centrals amb reactor d’AIGUA a PRESSIÓ (PWR)? (A)
Utilizen:
/ Combustible: urani enriquit
/ aigua com a refrigerant i com a moderador
- La calor produïda en el nucli —> transfereix a través del circuit PRIMARI de refrigeració fins al circuit SECUNDARI —> per produir vapor.
- El pressionador fa mantenir la pressió constant i evita que l’aigua entri en ebullició.
Com funciona?
((Veure dibuix del llibre))
(50% de les centrals nuclears tenen PWR)
Com son les centrals d’AIGUA en EBULLICIÓ (BWR)? (B)
Funcionen amb un tipus de reacció nuclear d’AIGUA LLEUGERA
Utilizen:
/ Combustible: urani enriquit
/ Refrigerant: aigua
/ Només utilizen UN circuit de refrigeració ((en canvi, el PWR utilizen 2)
El vapor s’obté DINS del reactor nuclear
Com que l’agua està a menys pressió, entra en ebullició
El circuit primari és més simple
L’aigua està en contacte directe amb el combustible radioactiu.
Per això, també s’ha de protegir que no hi hagi fuites de la part de les turbines.
Com són les cenrtals amb reactors de NEUTRONS RÀPIDS? (C)
La reacció en cadena de la fissió és sostinguda per neutrons ràpids.
(Tecnologia molt recent i en experimentació)
/ No utilitza moderador —> per tant —> la fissió es fa amb neutrons ràpids
/ quantitat de combustible per unitat de volum —> molt superior a la dels reactors tèrmics
Potència tèrmica obtinguda —> molt elevada —> el refrigerador ha de ser molt eficaç
Es pot obtenir reunidments fins a 60 vegades superior als reactors tèrmics
Tenen circuit PRIMARI, SECUNDARI i TERCIARI (en el que s’obté el vapor que accióna el grup Turbina-alternador)
Combustible: U235 o Pu239, recobert de U238
També s’anomenen reactors REPRODUCTORS (en teoria, obté més combustible que el que gasta)
Quin és l’EQUIPAMENT d’una CENTRAL NUCLEAR?
1/ Edifici de CONTENCIÓ:
- conté el reactor i el circuit principal.
- És cilíndric i acaba en cúpula semiesfèrica
- té murs gruixuts de formigó forats de d’acer per l’interior
- preparats per suportar moviments sísmics.
2/ Edifici de TURBINES:
- conté grup Turbina-alternador, reescalfadors, condensadors de vapor, preescalfadors d’aigua
- en el cas de BWR, ha d’estar protegit per possibles emissions o vessaments
3/ Edifici de COMBUSTIBLE:
- per emmagatzemar el combustible per carregar el reactor i el combustible ja utilitzat que encara no s’ha enviat a re-processar.
- piscines de formigó formades d’acer
- ple combustible ja utilizat —> es cobreix d’aigua.
- connectat amb el reactor per poder carregar-lo sense sortir de la zona de màxima protecció.
4/ Edifici de CONTROL
- Té la sala de control (arriba les senyals, mesures de funcionament, sistemes de seguretat, … totes les dades)
- totalment automatitzada i coordinada per un ordinador centra.
5/ Edifici AUXILIAR
- sistema auxiliar i seguretat
- sistema de tractament de residus radioactius d’activitat baixa
- equip de filtratge
- aire acondicionat
Quin és el FUNCIONAMENT d’una CENTRAL NUCLEAR?
(((Veure dibuix del llibre)))
ENERGIA generada al NUCLI del REACTOR —>
—> extreta i transportada per l’AIGUA del REFRIGERANT (circuit tancat (PRMARI) i de pressió elevada) —>
—> transmet al CIRCUIT SECUNDARI als GENERADORS DE VAPOR—>
—> el vapor acciona TURBINA, que está ACOM plaça al ATLERNADOR —>
—> es produeix ENERGIA ELÈCTRICA —>
—> s’eleva la tensió al TRANSFORMADOR per transportar l’energia elèctrica amb menys pèrdues —>
—> a la xarxa
El VAPOR que ha passat per la TURBINA —> torna a l’estat líquid al CONDENSADOR —>
—> al GENERADOR de vapor (impulsat per les bombes de condensació i alimenatació) —>
—> es vaporitza (es tanca el circuit).,
L’AIGUA de REFRIGERACIÓ del CONDENSADOR —> circuit obert
S’alimentadel riu o del mar —> impulsada por bombes —>
—> passa pel CONDENSADOR —> retorna al riu o mar
(Si retorna al riu, s’ha de refrigerar (Torres de refrigeració forçada) per no causar contaminació tèrmica al riu)
Valora les centrals NUCLEARS des del punt de vista MEDI AMBIENTAL
Com les altres centrals tèrmiques:
/ Contaminació tèrmica de l’aigua de refrigeració
/ Contaminació química de les aigües residuals
/ Contaminació acústica
Per tenir material radioactiu:
/ emissions
/ gestió de residus radioactius
Es fa un estudi per decidir l’emplaçament d’una nova central
Hi ha una normativa legal molt exigent per garantir la seguretat de les persones, del personal de la central i del medi ambient.
Valora la SEGURETAT del les centrals NUCLEARS
Concepte de SEGURETAT MÀXIMA:
/ Els sistemes de control estan DUPLICATS
/ Diverses barreres que impedeixin les fuites radioactives
/ Barreres: 1/ Estructura ceràmica del combustible
2/ Beines que contenen el combustible
3/ Vas del reactor
4/ Sistema de protecció del reactor i circuit de refrigeració primari
5/ Edifici de contenció
Necessita:
/ Personal altament qualificat, especialitzat i entrenat per les emergències
/ Revisió anual exhaustiva (reactor i circuit primari)
/ Control contant de l’estat dels equips i Manteniment preventiu
/ Control radioactiu de tots les emissions
/ Detecció i identsificació de qualsevol anomalia
/ Activació dels sistemes d’alarma i seguretat si se superen els límits d’ emissions permesos
/ Viglància radiològica ambiental de la zona
(((En desenvolupament: reactors de SEGUIRETAT PASSIVA: per evitar els possibles errors humans o averies)
