Pressurizador (energia nuclear) - Pressurizer (nuclear power)
Um pressurizador é um componente de um reator de água pressurizada . O projeto básico do reator de água pressurizada inclui a exigência de que o refrigerante (água) no sistema de refrigeração do reator não ferva. Dito de outra forma, o refrigerante deve permanecer no estado líquido o tempo todo, especialmente no vaso do reator. Para conseguir isso, o refrigerante no sistema de refrigerante do reator é mantido a uma pressão suficientemente alta para que a ebulição não ocorra nas temperaturas do refrigerante experimentadas durante a operação da planta ou em qualquer possível estado transiente analisado. Para pressurizar o sistema de refrigerante a uma pressão mais alta do que a pressão de vapor do refrigerante em temperaturas de operação , um sistema de pressurização separado é necessário. Isso está na forma de pressurizador.
Projeto
Em uma planta de reator de água pressurizada, o pressurizador é basicamente um vaso de pressão cilíndrico com extremidades hemisféricas, montado com o eixo longo vertical e conectado diretamente por uma única linha de tubulação ao sistema de refrigeração do reator. Ele está localizado dentro do prédio de contenção do reator . Embora a água no pressurizador seja o mesmo refrigerante do reator que no resto do sistema de refrigeração do reator, é basicamente estagnada, ou seja, o refrigerante do reator não flui através do pressurizador continuamente como faz nas outras partes do sistema de refrigeração do reator. Por causa de sua incompressibilidade inata, a água em um sistema de tubulação conectado se ajusta igualmente às mudanças de pressão em qualquer lugar do sistema conectado. A água no sistema pode não estar com a mesma pressão em todos os pontos do sistema devido a diferenças na elevação, mas a pressão em todos os pontos responde igualmente a uma mudança de pressão em qualquer parte do sistema. A partir desse fenômeno, foi reconhecido desde o início que a pressão em todo o sistema de refrigeração do reator, incluindo o próprio reator, poderia ser controlada controlando a pressão em uma pequena área interconectada do sistema e isso levou ao projeto do pressurizador. O pressurizador é um pequeno vaso em comparação com os outros dois grandes vasos do sistema de refrigeração do reator, o próprio vaso do reator e o (s) gerador (es) de vapor .
Controle de pressão
A pressão no pressurizador é controlada pela variação da temperatura do refrigerante no pressurizador. A pressão da água em um sistema fechado rastreia a temperatura da água diretamente; conforme a temperatura sobe, a pressão sobe e vice-versa. Para aumentar a pressão no sistema de refrigeração do reator, grandes resistências elétricas no pressurizador são ligadas, aumentando a temperatura do líquido de refrigeração no pressurizador e, portanto, aumentando a pressão. Para diminuir a pressão no sistema de refrigeração do reator, sprays de água relativamente fria são ativados dentro do pressurizador, diminuindo a temperatura do refrigerante no pressurizador e, portanto, diminuindo a pressão.
Funções secundárias
O pressurizador tem duas funções secundárias.
Monitoramento do nível da água
Uma é fornecer um local para monitorar o nível de água no sistema de refrigeração do reator. Uma vez que o sistema de refrigeração do reator é completamente inundado durante as operações normais, não há nenhum ponto em monitorar o nível de refrigerante em qualquer um dos outros vasos. Mas a consciência precoce de uma redução do nível de refrigerante (ou perda de refrigerante ) é importante para a segurança do núcleo do reator . O pressurizador está deliberadamente localizado no alto do edifício de contenção do reator de modo que, se o pressurizador tiver refrigerante suficiente nele, pode-se estar razoavelmente certo de que todos os outros vasos do sistema de refrigerante do reator (que estão abaixo dele) estão totalmente inundados com refrigerante. Há, portanto, um sistema de monitoramento do nível de refrigerante no pressurizador e é o único vaso do sistema de refrigerante do reator que normalmente não está cheio de refrigerante. A outra função secundária é fornecer uma "almofada" para mudanças repentinas de pressão no sistema de refrigeração do reator. A parte superior do pressurizador é projetada especificamente para NÃO conter refrigerante líquido e uma leitura de instrumentação de nível completo permite que a parte superior não contenha refrigerante líquido. Como o refrigerante no pressurizador fica bastante quente durante as operações normais, o espaço acima do refrigerante líquido é o refrigerante vaporizado ( vapor ). Esta bolha de vapor fornece uma almofada para mudanças de pressão no sistema de refrigeração do reator e os operadores garantem que o pressurizador mantenha essa bolha de vapor em todos os momentos durante as operações. Permitir que o refrigerante líquido encha completamente o pressurizador elimina essa bolha de vapor e é referido na indústria como deixar o pressurizador "endurecer". Isso significaria que uma mudança repentina de pressão pode fornecer um efeito de martelo a todo o sistema de refrigeração do reator. Algumas instalações também chamam isso de deixar o pressurizador "ficar sólido", embora sólido simplesmente se refira a estar completamente cheio de líquido e sem uma "bolha de vapor".
Sistema de alívio de sobrepressão
Parte do sistema pressurizador é um sistema de alívio de sobrepressão. No caso de a pressão do pressurizador exceder um certo máximo, há uma válvula de alívio chamada válvula de alívio operada por piloto (PORV) no topo do pressurizador que se abre para permitir que o vapor da bolha de vapor saia do pressurizador a fim de reduzir a pressão no pressurizador. Esse vapor é encaminhado para um grande tanque (ou tanques) no prédio de contenção do reator, onde é resfriado de volta ao estado líquido (condensado) e armazenado para posterior descarte. Há um volume finito para esses tanques e se os eventos se deteriorarem a ponto de os tanques se encherem, um dispositivo de alívio de pressão secundário no (s) tanque (s), geralmente um disco de ruptura , permite que o refrigerante do reator condensado se espalhe para o fundo do o edifício de contenção do reator onde se acumula em reservatórios para posterior disposição.
Referências
- Glasstone, Samuel; Sesonkse, Alexander (1994). Engenharia de reator nuclear . Chapman e Hall. ISBN 0-412-98521-7.