1. HIDRAHULICA DE CENTRALES NUCLEARES CURSO: GESTION TECNOLOGICA EMPRESARIAL PROFESORES: VASQUEZ ESPINOZA ALFREDO L. VELARDE DORREGO JESUS E. ESTUDIANTE: MORI MORI JAIME CESAR

2. LAS CENTRALES NUCLEARES Las centrales nucleares son centrales termoeléctricas, una instalación que aprovecha una fuente de calor para convertir en vapor de a alta temperatura un líquido que circula por un conjunto de conductos; dicho vapor acciona un grupo turbina alternador, produciendo así la energía eléctrica. La diferencia esencial con entre las centrales termoeléctricas nucleares y las clásicas reside en la fuente de calor, en las clásicas este se consigue mediante la combustión de fuel – oil, carbón o gas en una caldera. En las nucleares mediante la fisión de núcleos de uranio. Los reactores nucleares son máquinas que permiten iniciar, mantener y controlar una reacción en cadena de fisión nuclear

3. Funcionamiento La reacción nuclear tiene lugar en el reactor, en el están las agrupaciones de varillas de combustible intercaladas con unas decenas de barras de control que están hechas de un material que absorbe los neutrones. Introduciendo estas barras de control más o menos se controla el ritmo de la fisión nuclear ajustándolo a las necesidades de generación de electricidad.En las centrales nucleares habituales hay un circuito primario de agua en el que esta se calienta por la fisión del uranio. Este circuito forma un sistema cerrado en el que el agua circula bajo presión, para que permanezca líquida a pesar de que la temperatura que alcanza es de unos 293ºC. Con el agua del circuito primario se calienta otro circuito de agua, llamado secundario. El agua de este circuito secundario se transforma en vapor a presión que es conducido a una turbina. El giro de la turbina mueve a un generador que es el que produce la corriente eléctrica. Finalmente, el agua es enfriada en torres de enfriamiento, o por otros procedimientos.

4. Central nuclear con un Reactor de Agua a Presion (RAP, PWR en ingles) 1- Edificio de contención. 2- Torre de refrigeración. 3- Reactor. 4- Barras de control. 5- Acumulador de presión. 6- Generador de vapor. 7- Combustible nuclear. 8- Turbina. 9- Generador eléctrico. 10- Transformador. 11- Condensador. 12- Vapor. 13- Líquido saturado. 14- Aire ambiente. 15- Aire húmedo. 16- Río. 17-Circuito de refrigeración. 18- Circuito primario. 19- Circuito secundario. 20- Emisión de aire húmedo (con vapor de agua). 21- Bomba de vapor de agua.

5. Clasificación de los reactoresClasificación general

6. De acuerdo al material fisionable Según sean las proporciones del material fisionable y del materia fértil se pueden obtener tres clases de reactores nucleares. Reactores simples: en estos se busca ante todo la producción de energía calorífica. Estos reactores queman uranio natural, con enriquecimiento de Uranio 235. Reactores convertidores: estos tienen una función mixta. Utilizan uranio natural y en ellos se transforma en energía calorífica todo el uranio 235 contenidos en el uranio natural, y además convierten una parte del U238 en plutonio 239 para ser utilizado posteriormente en otros reactores adecuados. Reactores reproductores: su misión fundamental es producir materiales fisionables a partir de materiales fértiles, es decir que la producción de energía calorífica se estima secundaría e, incluso en algunos reactores se considera pérdida. Los dos materiales fértiles más importantes son el Uranio 238 y el torio 232. El reactor reproductor contiene una carga inicial de uranio 235 o bien de plutonio 239, rodeada de material fértil. De esta manera la carga de combustible inicia la reacción en cadena y se transforma el uranio 238 en plutonio 239, en otro caso el torio 232 en uranio 233. Casi todos los reactores que existen son reactores heterogéneos, en ellos, los elementos de combustible están aislados entre sí. En los reactores homogéneos, el combustible es una pasta de sulfato de Uranio, Oxido de uranio, aleación uranio – bismuto, etc., introducida en una caldera, esta pasta sirve a la vez como combustible, como moderador y como refrigerante. Solamente puede utilizares combustible enriquecido. Estos reactores están en estudio y solo se han construido de pequeña potencia, con fine experimentales

7. Clasificación comercial1. Reactor de agua en ebullición:

8. Reactor de agua a presión:

9. Reactor refrigerado a gas

10. Refrigerado por aire

11. Reactor de agua pesada

12. Reactor de sodio-grafito

13. Reactor reproductor rápido

14. Sistema de refrigeración La reacción nuclear controlada, que tiene lugar en el combustible, desprende gran cantidad de calor. Por ello es necesario extraer ese calor. En primer lugar, porque la obtención del vapor que mueva la turbina es la finalidad última del reactor y, en segundo lugar, para evitar el calentamiento progresivo del núcleo, lo que podría llegar a producir, en caso de fallo de los diversos sistemas de refrigeración, su fusión y consiguiente destrucción. Para la seguridad nuclear es esencial mantener en cualquier circunstancia la refrigeración del núcleo para extraer el calor generado por el combustible. En operación normal, el calor del núcleo se extrae mediante el circuito principal. En un reactor, de agua a presión (PWR) ese es el circuito primario; en un reactor de agua en ebullición (BWR), es el circuito agua-vapor. Tras la parada del reactor éste sigue generando calor, aunque ya no haya fisiones, por el calor residual de los productos de fisión. Ese calor se evacua por medio de un circuito especial con bombas y cambiadores, lo que constituye un circuito de seguridad.

15. TORRES DE ENFRIAMIENTO Las torres de enfriamiento son equipos que se usan para enfriar agua en grandes volúmenes porque, son el medio más económico para hacerlo, si se compara con otros equipos de enfriamiento como los cambiadores de calor donde el enfriamiento ocurre a través de una pared.En el interior de las torres se monta un empaque o relleno con el propósito de aumentar la superficie de contacto entre el agua caliente y el aire que la enfría.En las torres se colocan deflectores o eliminadores de gotas o niebla que atrapan las gotas de agua que fluyen con la corriente de aire hacia la salida de la torre, con el objeto de disminuir la posible pérdida de agua.El agua se introduce por el domo de la torre por medio de vertederos o por boquillas para distribuir el agua en la mayor superficie posible,.El enfriamiento ocurre cuando el agua, al caer a través de la torre, se pone en contacto directo con una corriente de aire que fluye a contracorriente o a flujo cruzado, con una temperatura de bulbo húmedo inferior a la temperatura del agua caliente, en estas condiciones, el agua se enfría por transferencia de masa (evaporación ) y por transferencia de calor sensible y latente del agua al aire, lo anterior origina que la temperatura del aire y su humedad aumenten y que la temperatura del agua descienda; la temperatura límite de enfriamiento del agua es la temperatura de bulbo húmedo del aire a la entrada de la torre. Se recomienda el tratamiento del agua a enfriar, agregando álcalis, algicidas, bactericidas y floculantes; y, realizar un análisis periódico tanto de dureza como de iones cloro ya que éstos iones son causantes de las incrustaciones y de la corrosión en los elementos de la torre.

16. La evaporación como causa de enfriamiento El enfriamiento de agua en una torre tiene su fundamento en el fenómeno de evaporación.La evaporación es el paso de un líquido al estado de vapor y solo se realiza en la superficie libre de un líquido, un ejemplo es la evaporación del agua de los mares.Cuando el agua se evapora sin recibir calor del exterior es necesario que tome de sí misma el calor que necesita, esto origina que el agua se enfríe y por lo tanto que su temperatura disminuya.

17. EDIFICACIONES NECESARIAS BOCATOMAS CANAL DE CAPTACION CANAL DE CONDUCCION SISTEMAS DE DECANTACION ESTANQUES O PISCINAS ESPECIALES Descarga del agua de enfriamiento ”Inicialmente el agua ingresa del Golfo de México por la obra de toma donde unas escolleras permiten contenerla y evitar variaciones de nivel por el oleaje, después pasa por un sistema de limpieza que consta de rejillas fijas y giratorias las cuales evitan el paso de objetos como basura . Por medio de 8 bombas de 1,250 caballos de potencia cada una, se succionan 7,000 litros por segundo, circulando un total de 28,000 litros Por segundo por cada condensador de las dos unidades y finalmente se descarga a un canal de 1,680 metros de longitud para regresar al mar.””

18. Materiales de construcción El empleo practico de la energía nuclear significa una tecnología altamente desarrollada, la realización de trabajos mecánicos de gran precisión y materiales con alto de pureza y, en ocasiones, no empleados hasta ahora, que exigen, por lo tanto, nuevos procedimientos metalúrgicos. Además, todos los materiales de construcción han de ser poco absorbentes de neutrones. Veamos algunos de estos materiales. En la construcción de reactores nucleares hay que emplear aceros inoxidablescon alto contenido de níquel porque en el proceso de enriquecimiento de uranio 235 aparece ácido fluorhídico que corroe el acero ordinario pero no ataca los aceros con alto contenido de níquel. Se emplean también tuberías y recipientes de níquel en el proceso de separación de del plutonio y el uranio y, aleado con tungsteno, sirve como protección contra las radiaciones radioactivas.