Comparativa de reactores nucleares PWR, BWR y CANDU: características y diferencias
Resumen
El documento compara tres tipos de reactores nucleares de agua: los de agua a presión (PWR), los de agua en ebullición (BWR) y los CANDU de agua pesada. Describe su refrigerante y moderador, el tipo de combustible, la estructura de sus circuitos, los sistemas auxiliares y las ventajas e inconvenientes de cada diseño.
Puntos clave
- En los PWR el agua se mantiene a alta presión para que no hierva y existen dos circuitos de agua separados.
- Los PWR usan combustible de UO2 enriquecido al 3-4% y ácido bórico como absorbente soluble de neutrones.
- En los BWR el agua hierve dentro de la vasija del reactor y existe un solo circuito de refrigeración.
- Los BWR tienen dos lazos de recirculación externos a la vasija, con bombas de chorro y bomba de impulsión, y sus barras de control son de carburo de boro (B4C).
- Los reactores CANDU usan agua pesada (D2O) como refrigerante y moderador, y uranio natural como combustible.
- Los CANDU permiten reemplazar el combustible en operación y no requieren enriquecimiento, pero el agua pesada es muy costosa y se necesita un gran volumen de moderador.
Reactores de Agua a Presión (PWR)
Los reactores de agua a presión (PWR) utilizan agua como refrigerante y moderador. El agua se mantiene a alta presión para evitar que hierva.
Características principales:
- Dos circuitos de agua: uno enfría el reactor y otro proporciona vapor a la turbina.
- Combustible de dióxido de uranio (UO2) enriquecido al 3-4%.
- Barras de control (BC) de aleación de cadmio envainadas en tubos de acero inoxidable.
- Ácido bórico como absorbente de neutrones soluble.
- Lazos de refrigeración, cada uno con su propia bomba, generador de vapor, etc.
- Presionador conectado a uno de los lazos para controlar la presión.
- Generadores de vapor (GV) que producen vapor saturado y seco para la turbina.
Bombas de Recirculación:
Recogen el refrigerante frío procedente de los generadores de vapor y lo introducen de nuevo en la vasija del reactor.
Sistemas Auxiliares:
- Sistema de aportación de ácido bórico.
- Sistema de aportación de calor residual.
Reactores de Agua en Ebullición (BWR)
Los reactores de agua en ebullición (BWR) también utilizan agua como refrigerante y moderador, pero a diferencia de los PWR, el agua hierve en la vasija del reactor.
Características principales:
- Un solo circuito de refrigeración de agua ligera.
- Vasija que contiene el combustible, las barras de control, el barrilete separador de vapor y las bombas de chorro.
- Elementos combustibles más pequeños que los de los PWR.
- Barras de control de carburo de boro (B4C) situadas debajo del reactor.
Sistema de Control y Recirculación:
Dos lazos de recirculación externos a la vasija, pero dentro de la contención, aumentan el caudal y la potencia extraída. Estos lazos tienen válvulas, una bomba de impulsión y bombas de chorro para controlar el flujo del refrigerante.
Radiactividad:
El circuito hidráulico presenta radiactividad debido a la falta de separación entre el circuito primario y el secundario.
Reactores CANDU
Los reactores CANDU son reactores de agua pesada a presión que utilizan uranio natural como combustible.
Características principales:
- Refrigerante y moderador de agua pesada (D2O).
- Transferencia de calor en horizontal.
- Tanque de agua pesada estático como moderador.
- Reemplazo de combustible en operación.
Ventajas:
- No requiere enriquecimiento del combustible.
- No necesita parar la planta para recargar combustible.
Desventajas:
- El agua pesada es muy costosa de obtener.
- Se necesita un gran volumen de moderador.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿En qué se diferencian los reactores PWR de los BWR?
En los PWR el agua no hierve en el reactor porque está a alta presión y existen dos circuitos separados. En los BWR el agua hierve dentro de la vasija y hay un solo circuito de refrigeración.
¿Qué ventajas tienen los reactores CANDU?
No requieren enriquecimiento del combustible, que es uranio natural, y no necesitan parar la planta para recargarlo. Esto facilita la operación continua.
¿Cuál es la principal desventaja de los CANDU?
El agua pesada es muy costosa de obtener y además se necesita un gran volumen de moderador.
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