Sistemas de control y de seguridad de la instalación PKL

Estos sistemas son indispensables para la operación de cualquier planta nuclear ya que además de su función en operación normal, estos sistemas tienen también la función de seguridad. En la instalación PKL se dispone de los siguientes sistemas:

 Sistema primario

– Sistema de extracción del calor residual – Sistema de refrigeración

– Sistema de control del presionador  Sistema secundario

– Sistema de agua de alimentación de emergencia – Sistema de purga de los generadores de vapor

3.3.3.1. Sistema de extracción del calor residual PKL (RHRS)

En la instalación experimental el sistema de extracción de calor residual desempeña dos funciones principales:

 Extracción del calor residual del núcleo y del calor acumulado en pa- rada y enfriamiento hasta 323 K.

 Extracción del calor residual del núcleo post-LOCA.

Para su correcto funcionamiento el RHRS dispone de los siguientes componentes prin- cipales:

 Bomba de extracción del calor residual  Intercambiador de calor RHR de 1500 kW  Dos válvulas de control de diámetro 80 mm

 Diferentes medidores de flujo y válvulas manuales de aislamiento El sistema de extracción del calor residual desempeña funciones operacionales y de se- guridad y está dividido en cuatro trenes. Las cuatro líneas de extracción se conectan las ramas calientes, mientras que las líneas de inyección a las ramas frías en el tramo com- prendido entre las bombas y la vasija. El refrigerante que se extrae se enfría en el inter- cambiador RHR manteniendo constante el flujo másico y escalándolo en función del número de trenes en operación. La temperatura del refrigerante inyectado se controla

para establecer la relación de enfriamiento deseada, que viene dada por la temperatura del fluido a la salida del núcleo.

3.3.3.2. Sistema de refrigeración PKL

Así como el sistema anterior engloba los componentes que se encargan de la extracción del calor residual, el sistema de refrigeración de emergencia es el encargado de inyectar el refrigerante que intercambia ese calor y extraerlo por las tuberías del RHRS. Lo com- ponen tres subsistemas de inyección: el sistema de inyección de alta presión, el sistema de inyección de los acumuladores y el sistema de inyección de baja presión.

Sistema de inyección de alta presión PKL

En las centrales nucleares el sistema HPI es el encargado de proporcionar la inyección de refrigerante requerido en caso de accidente con pérdida de refrigerante cuando la pre- sión cae por debajo de un determinado valor de presión. La máxima presión está limitada a 5 MPa y el sistema se modela de manera que la inyección se produzca cuando la presión sea inferior a los 4.5 MPa.

La duración de la inyección depende del tamaño de la rotura. Los principales componen- tes que forman este sistema son:

 Bomba de inyección de seguridad que trasiega un caudal másico de 1.72 kg/s con una altura de cabecera de 500 m.

 Ocho válvulas de control de diámetro 15 mm.  Tanque de almacenamiento de agua borada de 10 m3_.

Cada uno de los trenes de inyección de alta presión está conectado a la rama fría de uno de los lazos de refrigeración.

Sistema de inyección de los acumuladores PKL

El sistema de inyección de agua de los acumuladores de la planta de referencia incluye dos acumuladores por cada lazo de refrigeración, conectados uno a la rama caliente y otro a la rama fría de su lazo correspondiente. En total, la instalación PKL está equipada con ocho acumuladores igual que la planta de referencia.

Los acumuladores están diseñados para inyectar automáticamente cuando la presión del sistema primario es inferior a su presión de tarado (2.6 MPa).

Sistema de inyección de baja presión PKL

Cuando se activa la señal de inyección del sistema de baja presión, empiezan a funcionar todas las bombas de extracción del calor residual y las bombas del sistema de baja pre- sión. Las bombas empiezan a inyectar cuando la presión del primario cae por debajo de 1 MPa. Los principales componentes que forman el sistema son:

 Bomba de inyección de seguridad que trasiega un caudal másico de 9.66 kg/s con una altura de cabecera de 94 m.

 Ocho válvulas de control de diámetro 25 mm.

 Tanque de almacenamiento de agua borada de 10 m3_.

3.3.3.3. Sistema de control del presionador PKL

La sección superior del presionador está equipada con tres toberas para las líneas de pulverización y también con toberas para las tuberías de la línea de alivio del mismo. Una válvula de aislamiento manual regula el caudal en esta línea, que descarga en el tanque de alivio del presionador.

Entre las posibles pulverizaciones de refrigerante del sistema de control del presionador hay que distinguir entre pulverización operacional, pulverización auxiliar del sistema de control del volumen y pulverización auxiliar del sistema de control de boro. En la insta- lación PKL la función de la segunda pulverización auxiliar es desempeñada por el sis- tema de control del volumen. Mientras que la pulverización operacional solo está dispo- nible cuando las bombas de refrigeración del reactor están en marcha, las dos pulverizaciones auxiliares pueden ser utilizadas incluso cuando las bombas están para- das.

El sistema de operación del pulverizador consiste en varias líneas de tuberías y toberas de pulverización y válvulas de control. Las dos líneas principales de pulverización de diámetro 9 mm parten de las tuberías de la rama fría del sistema de refrigeración del reactor y terminan en una tobera de pulverización en la cámara de vapor del presionador. La pulverización auxiliar del sistema de control del volumen se lleva a cabo a través de una línea de pulverización y tobera independientes al presionador. Esta pulverización sirve para reducir la presión del sistema mediante la condensación del vapor en el pre- sionador en caso de fallo de una o varias de las bombas de refrigeración o cuando éstas están paradas. Para este propósito se inyecta agua en el presionador mediante la bomba de alta presión del sistema de control del volumen.

3.3.3.4. Sistema de alimentación de emergencia PKL

En la central de referencia el sistema de alimentación de emergencia es un sistema de seguridad que garantiza la alimentación de los generadores de vapor en condiciones de accidente, como son los siguientes supuestos:

 Pérdida de refrigerante en el secundario o mal funcionamiento en el ciclo agua-vapor que resulte en pérdida de alimentación principal o de la alimentación en arranque y parada.

 Enfriamiento del sistema de refrigeración del reactor a velocidades mayores de 100 K/h durante accidentes tipo LOCA.

 Extracción del calor residual a presión parcialmente reducida durante las primeras diez horas posteriores a un accidente causado por sucesos externos.

El sistema de alimentación de emergencia extrae el refrigerante de un tanque de almace- namiento que contiene agua destilada y se inyecta mediante la bomba de alimentación de emergencia a los generadores de vapor a través de las válvulas de alimentación de emergencia.

3.3.3.5. Sistema de purga de los generadores de vapor PKL

En la instalación de referencia el sistema de purga de los generadores de vapor se utiliza para mantener la calidad del agua en cada uno de ellos y monitorizar la actividad en los mismos con el fin de detectar posibles roturas en las tuberías.

El modelo del sistema de purga de los generadores de vapor en la instalación PKL está simplificado. Se utiliza para interconectar los generadores de vapor en caso de fallo del agua de alimentación en alguno de ellos.