Este documento describe las cuatro generaciones de reactores nucleares desarrolladas por OKBM para su uso en barcos de la flota civil nuclear rusa. Incluye información sobre las características técnicas de los reactores, los sistemas de seguridad, el almacenamiento y recarga de combustible nuclear, y los análisis de seguridad realizados. El objetivo es proporcionar reactores nucleares autónomos, de bajo riesgo y alta seguridad, capaces de funcionar de forma continua durante 40 años en diferentes geografías.

1. Lucas Mollinedo Fresneda
Alberto Rubio Herrera

2. INTRODUCCIÓN
OK-150
OK-900
(OK-
900A)
KLT-40
(KLT-
40M,KLT-
40S)
RITM-200
4
generaciones
-OKBM ha participado
en el diseño de
reactores nucleares
(RN) para barcos
desde 1954.
-Actualmente, ha
desarrollando cuatro
generaciones de
reactores nucleares
para la flota civil nuclear

3. -Una unidad de potencia autónoma es montada sobre el barco.
-Tiempo de construcción del reactor inferior a cuatro años.
-El reactor es entregado listo para ser usado al cliente tras cumplir los tests de seguridad.
-El reactor es transportado en el barco hasta lugar de destino para explotación.
-No requiere instalaciones adicionales(barco “full equiped”)
-El reactor tiene una vida útil de 40 años.
-El reactor puede operar en geografías diferentes.
INTRODUCCIÓN

4. CARACTERÍSTICAS DEL
BARCO
LONGITUD 140m
ANCHO 30m
ALTURA EMBARCACIÓN 10m
CALADO 5,6m
VIDA ÚTIL 40 años

5. CARACTERÍSTICAS DEL
BARCO

6. ACCIONES EXTERNAS EN EL
RN
-Soporta
movimientos e
inclinaciones
marinas de
acuerdo a la
legislación de
navegación
rusa. -Soporta
fuerzas
máximas de
3g
-En caso de
inundación, el
reactor el
reactor es
apagado y la
contención es
preservada.
Incluido en
caso de-El reactor nuclear
soporta el envite
de aviones de 10t
a una altura de
50m.
El reactor
nuclear es
diseñado para
soportar las
acciones
externas, tales
como:

7. CARACTERISTICAS TÉCNICAS
DEL REACTOR
POTENCIA TÉRMICA 150MW
PRESIÓN EN EL PRIMARIO 12,7MPa
PRODUCCIÓN DE VAPOR 240t/h
TEMPERATURA DE VAPOR 290ºC
PRESIÓN DE VAPOR 382MPa
PERIODO DE TRABAJO
CONTINUO
26000h
VIDA DEL REACTOR 40 años
FRECUENCIA RECARGA DE
COMBUSTIBLE
2,5-3 años
ENRIQUECIMIENTO
COMBUSTIBLE
< 20%
PRESIÓN EN LA CONTENCIÓN 0,4MPa

8. CARACTERISTICAS TÉCNICAS
DEL REACTOR
NÚMEOR DE ELEMENTOS
COMBUSTIBLES
121
DIÁMETRO DEL NÚCLEO 1,22m
ALTURA DEL NÚCLEO 1,2m
TEMPERATURA DE VAPOR 290ºC
DIÁMETRO DE CADA
ELEMENTO COMBUSTIBLE
6,8mm
BARRAS DE CONTROL EN LA
VASIJA PARA CONTROLAR EL
NÚCLEO
8+3(en caso de emergencia)
PROMEDIO DE
ENRIQUECIMENTO DE URANIO
EN LOS ELEMENTOS
14,1%
CONSUMO ESPECÍFICO DE
URANIO 235
2,05 g por cada MW producido al
día

9. CARACTERISTICAS TÉCNICAS
DEL REACTOR

10. DIAGRAMA DE FLUJO
1)Sistema de condensación: sistema pasivo de emergencia
en caso de descenso de la presión en la contención.
2)Sistema de purificación y enfriamiento de nucleo
3)Acumuladores hidráulicos: sistema de emergencia pasivo
para refrigerar el núcleo
4,6)Sistema activo de absorción del líquido inyectado
5)Sistema de emergencia activo de enfriamiento del núcleo
7)Sistema de recirculación de bombas
8)Sistema de enfriamiento de la vasija del reactor
9)Sistema activo de emergencia de evacuación del calor
10)Sistema pasivo de emergencia de evacuación del calor
11)Sistema de burbujas: sistema pasivo de emergencia en
caso de decaimiento de presión en la contención
12)Reactor
13)Generador de vapor
14)MCP

11. NÚCLEO DEL REACTOR Y
ELEMENTOS COMBUSTIBLES

12. NÚCLEO DEL REACTOR Y
ELEMENTOS COMBUSTIBLES
El propio barco dispone de los
elementos combustibles para la
recarga
Los elementos
gastados se
almacenan en el
propio barco.
Apenas son necesarias tareas
de mantenimiento durante la
recarga.
Los elementos
radiactivos gastados
pasan por dos etapas
Almacenamiento húmedo: elimina
el calor de los elementos
combustibles
Almacenamiento seco:
enfriamiento con aire para
almacenamiento posterior
seguro

13. Almacenamiento húmedo: se introduce en tanques
donde la humedad va descendiendo. El barco
dispone de hasta tres tanques de este tipo, con la
capacidad para 3 recargas de combustible
Almacenamiento seco: se introduce el combustible
gastado en uno de los 4 tanques de este tipo.
Estos tipos de almacenamientos han sido bastante
criticados, llegando incluso a denominarse a este
barco como ‘’basurero nuclear’’
NÚCLEO DEL REACTOR Y
ELEMENTOS COMBUSTIBLES

14. DIAGRAMA REABASTECIMIENTO
DE COMBUSTIBLE DEL NÚCLEO

15. CIRCULACIÓN PRINCIPAL DE
LA BOMBA
-Eliminación de las
pérdidas del circuito
principal.
-Eliminación de los
sistemas externos
agregados a la bomba
(excepto
refrigeración):
1)sistema
de lubricación de la
dirección del eje
radial y del motor;
2)sistema
de abastecimiento de
agua para la unidad de
junta;
3)sistema
de fuga descargado
desde la junta
PARÁMETRO VALOR
Máximo caudal
demandado
870 m³/h
Mínimo caudal
demandado
290 m³/h
Velocidad
rotación del
rotor
3000/1000 rpm
Altura 38/4 m
Vida útil 12 años
Potencia
consumo
155/11 kW

16. GENERADOR DE VAPOR
-Tipo de generador de
vapor: vertical
recuperativo;
intercambiador de calor
mediante bobina de calor
de superficie de
intercambio aleación de
titanio con circulación
forzada de fluidos de
trabajo.
-Diseño modular con
posibilidad de flujo en
línea.
-Reparación sin
necesidad de abrir las
cavidades del circuito
primario.

17. NIVELES DE SEGURIDAD

18. SEGURIDAD EN EL KLT-40S
-La seguridad en el KLT-40S está basada en principios
modernos en defensa combinados con el desarrollo de
propiedades de autoprotección del reactor y el uso
generalizado de sistemas pasivos y componentes
autoaccionables.
-Las propiedades de la autoprotección están previstas para
la autolimitación de la densidad de potencia y el autocierre
del reactor, limitación de la presión y temperatura de
refrigeración primaria, ratio de calor, circuito primario en el
ámbito de la despresuritación y ratio escape, ámbito de
daño del combustible, mantenimiento de la integridad de la
vasija del reactor en caso de accidente grave.

19. SISTEMAS DE APAGADO DE
EMERGENCIA DEL REACTOR
1)Reactor
2)Mecanismos CPS
3)Sistema de absorción del líquido inyectado
4)Interruptor automático por presión de la fuente eléctrica

20. SISTEMAS DE EXTRACCIÓN DE
EMERGENCIA DEL CALOR DEL REACTOR
1)Reactor
2)Generador de vapor
3)Bomba de circulación
principal
4)Sistema de emergencia de
extracción del calor
5)Sistema de purificación y
refrigeración
6)Condensador

21. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN
DE EMERGENCIA DEL NÚCLEO
1)Reactor
2)Generador de vapor
3)Bomba principal de circulación
4)ECCS hidroacumulador
5)ECCS tanque
6)Sistema de recirculación
La combinación de subsistemas
activos y pasivos de refrigeración
del núcleo son utilizados en caso
de la despresurización del
reactor (LOCA).
Capacidad del tanque: 2x10 m³
Volumen del GA 2x4 m³
El tiempo que tardan en entrar en
funcionamiento los sistemas
pasivos ronda las 3 horas

22. SISTEMA DE DISMINUCIÓN DE
EMERGENCIA DE PRESIÓN EN
CONTENCIÓN
El sistema pasivo de emergencia de disminución de presión
(preservación de la barrera de contención-seguridad) consiste en dos
niveles.
Duración de operación: 24 h.
En LOCA la mezcla de vapor de agua se localiza dentro de la
contención del reactor dañado.

23. ANÁLISIS ACCIDENTE GRAVE
VOLÚMEN MASA FUNDIDA 0.885 m3
DIÁMETRO SUPERFICIE MASA
FUNDIDA
1.918 M2
ALTURA FUNDIDA 0.471 m
SALIDA DE CALOR 0.79 MW

24. ANÁLISIS DE SEGURIDAD DEL HIDRÓGENO EN
CASO DE ACCIDENTE GRAVE
Disposición de los recombinadores de hidrógeno ( postcombustión) en
equipos y compartimentos del reactor.

25. CONCLUSIONES BASADAS EN LOS
RESULTADOS DEL TEST DE ESFUERZOS
-No hay consecuencias de radiación para la población y el medio
ambiente cuando un postulado impacto sísmico en el barco se lleva a
cabo con la fuerza de 10-12 puntos, a una aceleración vertical de de
1.8 m/s2.
-En caso de tsunami la radiación no tendrá efectos sobre la población
y medio ambiente durante 24 h.
-No hay despresurización del revestimiento de la barra de combustible,
tras la pérdida de toda la energía del barco, y por tanto no hay
consecuencias de radiación para el ambiente hasta pasadas 24 h.
-En caso de la fusión del núcleo del reactor:
1)el sistema se mantiene subcrítico.
2)no hay consecuencias de radiación para medio pasadas 14 h.
La vasija del reactor no se quema en virtud de las condiciones de
eliminación del calor externo.

26. RADIACIÓN Y SEGURIDAD
DEL MEDIO AMBIENTE
-La tasa de dosis de radiación para la población bajo el funcionamiento
normal no supera el 0.01% de la radiación natural de fondo.