Análisis de acidentes termohidráulicos de condición II para reactores de agua a presión. Accidentes referidis a enfriamiento del circuito primario

Abstract

El principal objetivo de este proyecto es analizar mediante cálculos de mejor estimación cinco transitorios de categoría II en reactores de agua a presión referidos a enfriamientos en el primario utilizando códigos de cálculo de sistema que han sido propuestos por ANAV (Asociación Nuclear Ascó Vandellós). Para ello se ha utilizado el programa RELAP5 y el modelo de planta de la planta nuclear de Ascó que tiene Grup d'Estudis Termohidràulics (GET) del Departamento de Física e Ingeniería Nuclear de la UPC. Para todos los casos se han hecho un estudio de sensibilidades relevantes. Además, se pretende verificar que la herramienta es suficientemente potente para analizar de forma correcta transitorios que no son críticos para el licenciamiento de una planta nuclear. En los dos primeros casos analizados se estudia el comportamiento de la planta tras una inyección espuria de seguridad con y sin parada del reactor al comienzo del transitorio. Se concluye que no hay cambios significativos de DNB y que el presionador se llena en 1000 segundos para el caso que el reactor no dispara y en 1500 cuando sí lo hace. En caso de regular el caudal del agua de alimentación auxiliar, que es una actuación habitual en las operaciones de planta tras disparo del reactor para evitar enfriamientos excesivos del primario, el tiempo de llenado del presionador se reduce a la mitad. Este dato invita a reflexionar sobre la importancia de la actuación del operador de planta para cada caso. Además, se subraya la influencia que tiene el cambio de densidad en el primario cuando se contrae el refrigerante por un enfriamiento y como dos tercios de la masa total de una posible inyección de seguridad van a cubrir los huecos generados. La tercera parte restante va a llenar el presionador, causando una subida en el nivel. También se ha analizado el caso de una apertura de válvulas de alivio y válvulas de seguridad en un generador de vapor. Se ha verificado que el reactor es capaz de estabilizarse con una apertura de una válvula de alivio, una y dos válvulas de seguridad por separado. Esto demuestra la robustez que tiene el reactor para aguantar transitorios de este calibre. Con la apertura de tres válvulas el reactor dispara por sobrepotencia y el presionador se vacía en 250 segundos ya que hay un exceso de transferencia de calor primario-secundario. Y por último, se han analizado los casos donde un mal funcionamiento del agua de alimentación principal, ya sea por aumento de cauda o por bajada de temperatura, precipita el enfriamiento. El estudio ha demostrado el conservadurismo de los cálculos involucrados en el informe final