Ingeniería básica de una piscina de combustible nuclear gastado

Abstract

En este proyecto se realiza un estudio de ingeniería básica de la piscina de almacenamiento de combustible nuclear gastado en una central nuclear tipo de tecnología norteamericana con un reactor de agua en ebullición. La potencia térmica de la central es de 3.237 MWt, usando dióxido de uranio enriquecido como combustible. Para el tipo de central anterior, se lleva a cabo el diseño de la piscina de almacenamiento de combustible nuclear gastado, así como el de la línea de refrigeración del agua de la piscina. En cuanto al sistema de purificación se realiza una descripción del mismo y los cálculos principales, sin llegar al diseño mecánico de los equipos que lo componen. Aparte del diseño de la piscina, se lleva a cabo un modelado de los fenómenos de transferencia de calor y materia que tienen lugar entre la barra de combustible y el agua de la piscina. Dicho modelo permite conocer la temperatura a la cual se encuentra la barra de combustible para diferentes valores de la temperatura del fluido. Usando los resultados del modelado de la barra de combustible, se proponen dos situaciones de operación para el diseño del sistema de refrigeración, una primera considerada como situación de emergencia y a partir de la cual se realiza el diseño de los equipos, por ser esta la situación más desfavorable considerada, y una segunda situación considerada de operación normal. Para el diseño de la piscina, se han seguido las indicaciones descritas en la Norma ANSI/ANS- 57.7.1988, aplicable a la central tipo estudiada (tecnología americana).

In this project, a basic engineering study for a spent fuel pool is done using American technology with a boiling water reactor. The nuclear power plant has 3.237 MWt working with enriched uranium dioxide as fuel. For the central described above, the design of the spent fuel pool and the cooling system where the water is driven has to be done. About the purification system, the description is given and the main calculations are done, without describing the components or the mechanical design. In addition, the heat and mass transfer models are done, in order to analyse the phenomena between water and fuel. By this model, the temperature of the pool water could be knew. Two situations are analysed: firstly, an emergency situation from which the main design could be obtained. Secondly, the base charge situation is also studied. All the following report is leaded by ANSI/ANS-57.7.1988 applicable to the kind of power plant analysed (American Technology).