¿Qué es una central nuclear con reactor de agua pesada?

Los reactores de agua pesada se pueden dividir en tipo de carcasa de presión y tipo de tubo de presión según sus tipos estructurales. El tipo de carcasa de presión utiliza sólo agua pesada como refrigerante, y sus materiales estructurales internos son menores que los del tipo de tubo de presión, pero tiene una buena economía de neutrones y un rendimiento neto relativamente alto de plutonio-239, nuevo combustible. Este tipo de reactor utiliza generalmente uranio natural como combustible y tiene una estructura similar a un reactor de agua a presión. Sin embargo, debido al gran paso de la rejilla, la carcasa de presión es mucho más grande que la de un reactor de agua a presión de la misma potencia. La potencia de un solo reactor sólo puede ser de 300.000 kilovatios. Los reactores de agua pesada de tubos a presión incluyen principalmente reactores moderados por agua pesada, enfriados por agua pesada y moderados por agua pesada, enfriados por agua ligera en ebullición. La estructura de ambos montones es más o menos la misma.

(1) Central nuclear con reactor moderado por agua pesada y refrigerado por agua pesada La vasija del reactor de este tipo de reactor no soporta presión. El moderador de agua pesada llena la vasija del reactor y hay muchos tubos que recorren la vasija del reactor y se integran con ella. En el tubo contenedor se coloca un tubo de presión de aleación de circonio. Los pellets hechos de dióxido de uranio natural se instalan en los tubos de revestimiento de aleación de circonio de las barras de combustible y luego se forman en elementos combustibles de haz corto. El elemento del haz de varillas se coloca en el tubo de presión y se desliza hacia adelante y hacia atrás en el tubo de presión horizontal con ayuda de almohadillas de soporte. En ambos extremos del reactor, hay una máquina de carga y descarga ubicada remotamente, que puede cargar y descargar continuamente elementos combustibles durante la operación del reactor. El principio de generación de energía de esta central nuclear es: agua pesada, utilizada como moderador y refrigerante, fluye por el tubo de presión para enfriar el combustible. Al igual que un reactor de agua a presión, para evitar que hierva el agua pesada, debe mantenerse a alta presión (unas 90 atmósferas). De esta manera, el agua pesada a alta temperatura (aproximadamente 300 °C) y alta presión que fluye a través del tubo de presión extrae el calor generado por la fisión del núcleo y lo pasa al agua ligera en el circuito secundario del generador de vapor. para generar vapor y accionar el generador de turbina para generar electricidad.

(2) Central nuclear con reactor moderado por agua pesada y refrigerado por agua ligera en ebullición Este tipo de reactor se desarrolló en el Reino Unido sobre la base del reactor Badu (reactor moderado por agua pesada y refrigerado por agua pesada). Los recipientes y los tubos de presión del reactor moderado por agua pesada y refrigerado por agua pesada diseñado por Canadá están dispuestos horizontalmente. Los reactores refrigerados por agua ligera de ebullición moderada con agua pesada están dispuestos verticalmente. El refrigerante de agua ligera que fluye por su tubería de combustible provoca ebullición a medida que asciende en el núcleo, y el vapor generado se envía directamente a la turbina de vapor y acciona el generador.

Debido a que el agua ligera absorbe más neutrones que el agua pesada, es difícil mantener una reacción nuclear estable utilizando uranio natural como combustible en el núcleo del reactor. Por lo tanto, la mayoría de los diseños añaden bajas concentraciones de uranio-235 o uranio-. 235 al combustible. La ventaja destacada del reactor de agua pesada es que puede hacer el uso más eficiente del uranio natural. Dado que el agua pesada tiene buenas propiedades moderadoras y absorbe menos neutrones, no sólo se puede utilizar el uranio natural directamente como combustible, sino que el combustible también puede quemarse más a fondo. Los reactores de agua pesada consumen menos uranio natural que los de agua ligera. Si se utiliza uranio de baja concentración, se puede ahorrar un 38% del uranio natural. Entre los diversos reactores de neutrones térmicos, los reactores de agua pesada requieren la menor cantidad de uranio natural. Además, los reactores de agua pesada son muy adaptables al combustible y pueden cambiarse fácilmente a otro tipo de combustible nuclear. Su principal desventaja es que es más grande que un reactor de agua ligera. Los costos de construcción son altos, el agua pesada es costosa y los costos de generación de energía son relativamente altos.