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REACTOR NUCLEAR RA-6 Centro Atómico Bariloche Comisión Nacional de Energía Atómica

REACTOR NUCLEAR RA-6 Centro Atómico Bariloche Comisión Nacional de Energía Atómica.

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REACTOR NUCLEAR RA-6 Centro Atómico Bariloche Comisión Nacional de Energía Atómica

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Presentation Transcript

  1. REACTOR NUCLEAR RA-6 Centro Atómico Bariloche Comisión Nacional de Energía Atómica

  2. El Reactor RA-6 fue diseñado y construido con el propósito de ser una herramienta de apoyo a la carrera de Ingeniería Nuclear del Instituto Balseiro dependiente de la Comisión Nacional de Energía Atómica y de la Universidad Nacional de Cuyo. Fue inaugurado el 26 de octubre de 1982. Es un reactor destinado fundamentalmente a las actividades de enseñanza, entrenamiento e investigación siendo posible cambios en la configuración del núcleo con el fin de variar la distribución de flujo neutrónico, u otras magnitudes, de acuerdo a las necesidades específicas de determinadas experiencias

  3. El reactor es de tipo piscina, con elementos combustibles M.T.R. de uranio enriquecido en su isótopo 235, constituido por placas planas formada por una aleación aluminio-uranio ("meat") . Es refrigerado y moderado por agua liviana que también cumple funciones de blindaje

  4. Proyecto UBERA-6 Cambio de Núcleo y Aumento de Potencia del Reactor RA6

  5. La Argentina decidió en el año 2004 convertir el núcleo del reactor de investigación y docencia RA-6 del Centro Atómico Bariloche a bajo enriquecimiento, en el marco del programa Reduced Enrichment for Research and Test Reactors, a través de un contrato con el Departamento de Energía de Estados Unidos que contemplaba el financiamiento del costo de la conversión del núcleo del RA-6 (el diseño y la fabricación en CNEA de los nuevos elementos combustibles de bajo enriquecimiento) y del transporte a los Estados Unidos de los combustibles de muy alto enriquecimiento de su anterior núcleo.

  6. Trabajos realizados por CNEA • Remoción del EECC enriquecido del RA-6, su acondicionamiento, transporte al puerto de embarque y envío a los Estados Unidos. • Importación desde los Estados Unidos del uranio de bajo enriquecimiento (20 % U235). • Diseño y fabricación del nuevo combustible basado en siliciuro de uranio Si2U3 (4.8 gU/cm3), nuevas barras de control Ag-IN-Cd y nuevos reflectores de grafito. • Modificaciones de la cañería del circuito primario y secundario de refrigeración, reemplazo de bombas centrifugas, intercambiador de calor y torres de enfriamiento para una potencia de 3MW. • Reemplazo de la clapeta de convección natural y modificación del rompesifón de la rama de salida del núcleo del circuito primario de refrigeración.

  7. • Diseño, construcción e instalación de un sistema para Medición de la Caída de Presión en el núcleo. • Incorporación de un sistema basado en una cámara de 16N para seguimiento de la potencia del reactor. • Incorporación de un sistema de medición contínua en chimenea de gases nobles y aerosoles. • Reemplazo del transformador eléctrico y su cableado desde la subestación y modificación de los tableros eléctricos, protecciones y cableado internos del reactor. • Ingenieria para la ejecución del proyecto (neutrónica, termohidráulica, análisis de seguridad, protección radiológica, ingeniería de planta, licenciamiento, puesta en marcha, etc.).

  8. Traslado de Elementos Combustibles Diámetro = 1,1 m Altura= 5,0 m Peso = 21 tn.

  9. Contenedor de Transferencia

  10. PUESTA EN MARCHA La licencia para la puesta en marcha por parte de la Autoridad Regulatoria Nuclear, se obtuvo el 30 de diciembre de 2008. El 14 de enero de 2009 comenzó con la carga del primer núcleo. La primera criticidad se logró el martes 20 de enero de 2009 a las 20:51 horas. Hasta completar experiencias para convalidar los cálculos que confirmen la adecuada refrigeración a 3MW, se decidió solicitar la licencia de puesta en marcha y operación a una potencia de 1 MW.

  11. Principales Sistemas, Estructuras y Componentes • El Núcleo e Internos • Instrumentación Nuclear • Lógicas de Enclavamiento y de los Sistemas de Seguridad • Sistemas de Refrigeración • Instrumentación Convencional • Utilización del reactor • Sistemas Auxiliares

  12. El Núcleo e Internos • Elementos Combustibles • Elementos de Control y Extinción de Reactividad • Elementos Reflectores • Mecanismos de Barras de Control y Camaras Fision • Disposición de Instrumentación Nuclear y Convencional • Descripción de Internos

  13. CONFIGURACION DE NUCLEO

  14. SECCION TRANSVERSAL EC NORMAL EC CONTROL

  15. DISEÑO DEL ELEMENTO COMBUSTIBLE Meat Vaina y Marcos - enriquecimiento: 19.70% w - densidad de U3Si2: 5.179 g/cm3 - densidad de Al: 1.364 g/cm3 - densidad de U: 4.8 g/cm3 Aluminio 6061 densidad de 2.7 g/cm3 Placa de Control - La placa absorbente está compuesta por una aleación de Ag-In-Cd; con la siguiente fracción en peso: 80%, 15%, 5%; y una densidad de 10.17 g/cm3 Sa vaina está compuesta de acero inoxidable 304L; cuya densidad es 7.99 g/cm3 Venenos Quemables - El material para la fabricación de los alambres de veneno quemable será cadmio natural, con una pureza mínima de 99,9%. El diámetro de cada alambre será de 0,50 ± 0.025 mm

  16. Instrumentación Nuclear Instrumentación neutrónica: • Sistema de Arranque • Sistema de Marcha • Sistema de Regulación Automática Monitoreo de radiaciones • Monitores Fijos de Área: • Monitores Fijos Personales

  17. Componentes del Sistema de arranque • 1. Contador de Fisión (de U-235 enriquecido) • marca INVAP modelo CF-PT9 • 2. Transformador de Pulsos • 3. Amplificador de Arranque • 4. Preamplificador Diferencial • 5. Etapa de Conformación • 6. Etapa de Discriminación • 7. Escalímetro • 8. Impulsímetro • 9. Comparadores • 10. Fuente de alta tensión +1KV • ( Alimenta el contador de fisión)

  18. Componentes del Sistema de Marcha • 1. Cámara de Ionización Compensada (CIC) (blindada con plomo) marca INVAP modelo CI-PT9/1 • 2. Fuente de alimentación +1KV. • 3. Fuente de alimentación -1KV • 4. Amplificador de Cámara • 5. Comparadores

  19. Componentes del Piloto Automático • 1. Cámara de Ionización Compensada (CIC) • marca INVAP modelo CI-PT9/1 • 2. Fuente de alimentación +1KV • 3. Fuente de alimentación -1KV • 4. Amplificador Lineal • 5. Amplificador Logarítmico • 6. Detección de Error • 7. Elaborador de Señal de Control • 8. Lógica de Movimiento de Barra de Control • 9. Convertidor y Amplificador de Potencia • 10. Mecanismo de Movimiento de Barra Reguladora

  20. Rangos de medición

  21. Monitoreo de radiaciones: Monitores Fijos de Área: 21 detectores “Geiger – Muller” Monitores Fijos Personales: Poliradiámetros IPAB71Mod.E500 (contaminación superficial - Interior de las puertas SAS)

  22. Ubicación de monitores de áreas

  23. Lógicas de Enclavamiento y de los Sistemas de Seguridad • Lógica de SCRAM • Sistema de Reducción Automático de Potencia • Lógica de Enclavamiento de Barras de Control

  24. SEÑALES DE EXTINCIÓN DEL REACTOR Arranque Flujo neutrónico logarítmico (LAiY4, i:1,2,3) LAiM4 ≤ 10 cuentas por segundo (2/3) LAiX4 ≥ 80.000 cuentas por segundo (2/3) Marcha Flujo neutrónico logarítmico (LMiY4, i:1,2,3) LMiM4 ≤ 3.0 x 10-11 A (2/3) Tasa de crecimiento de Flujo neutrónico (TMiY4, i:1,2,3) TMiY4≥5 %/s (período inferior a 20 segundos)(2/3) Potencia nominal del reactor, Canal lineal (ΦMiY4, i:1,2,3) Valor de referencia más 10% del valor nominal de potencia: 1,1 Mw (2/3) Potencia en convección natural. Canal lineal (ΦMi2Y3, i:1,2,3) ΦMi2Y3 ≤ equiv. a (200 Kw) y se verifique lo siguiente: Fp1iM4 (2/3) bajo, PBpM4 bajo y CLYc abierta Radioproteccion Tasa de exposición en BT de reactor (LMAiY4, i1,2,3)) LMAiM4 ≤ fondo de referencia (Fuente interna gamma) LMAiX4 ≤Tasa de dosis equivalente ambiental 0,2 mSv/h (2/3)

  25. SEÑALES DE ALARMA VISUAL Y AUDITIVA Arranque Lineal de arranque (ΦAi2X1, i:1, 2, 3) Alarma luminosa → cambio de rango en ΦAi2X1≥ 88% escala lineal (1/3) Tasa de arranque (TAi2X2, i:1, 2, 3) Alarma luminosa e Inhibición para subir barras en TAi2X2 ≥ 2.5 %/s (2/3). Logarítmico de arranque (LAi2X1, i:1, 2, 3) Alarma luminosa Subir cámara de fisión en LAi2X1 ≥ 10.000 c/s (1/3). Marcha Tasa de marcha (TMi2X2, i:1, 2, 3) Alarma luminosa → Inhibición para subir barras en TMi2X2 ≥ 3 %/s (2/3). Mala selección de barras (MSB) Alarma visual y auditiva por incorrecta selección en la función de barras. Alarma visual y auditiva por desconexión de piloto automático. Encendido de piloto automático (EPA) Radioproteccion Tasa de exposición en Monitores de Area Alarma visual y auditiva por alto nivel

  26. OR AND

  27. Sistema de Reducción Automática de Potencia Reducción de potencia con piloto automático conectado Temperatura de Salida de Núcleo (TSNi) TSNi2X1 ≥ 43 ºC (2/3) Diferencia de temperatura de núcleo i (ΔtNi) ΔtNi2X1 ≥ 3,0 ºC (2/3) Caudal de primario (FPi) FPM1 ≤ 320 m3/h (1/3)

  28. Sistemas de Refrigeración • Sistema Primario de Refrigeración • Sistema Secundario de Refrigeración

  29. Reactor RA6 - Sistemas Primario y Secundario - Vista General

  30. Reactor RA6 - Sistemas Primario y Secundario - Vista en Corte

  31. Reactor RA6 - Sistemas Primario y Secundario - Vista Lateral

  32. Sistema Primario de Refrigeración • Funcionamiento (Modos: Operación Normal o Detenido) • Clapetas de Convección Natural • Volante de inercia • Rompesifón • Tanque de Decaimiento • Bomba Centrífuga Circuito Primario • Intercambiador de Calor

  33. CLAPETAS DE CONVECCION NATURAL

  34. CLAPETAS DE CONVECCION NATURAL

  35. ROMPESIFON PASIVO

  36. Sistema Secundario de Refrigeración • Funcionamiento (Modos: circulación por Torres o por Cisterna) • Cisterna Colectora de hormigón de Torres de Enfriamiento • Torres de Enfriamiento • Bomba Centrífuga Circuito Secundario

  37. Instrumentación Convencional • Temperatura • Caudal • Presión • Nivel • Conductividad • Posición • A) SEÑALES DE EXTINCIÓN DEL REACTOR • B) SEÑALES DE ALARMA VISUAL Y AUDITIVA

  38. SEÑALES DE EXTINCIÓN DEL REACTOR • Temperatura de Salida de Núcleo ≥ 45 ºC • 3 termorresistencias PT100 TE 2a/2b/2c • Señal TSNiY4 ( i:1,2,3) Lógica (2/3) • Diferencia de Temperatura de Núcleo ≥ 3,3 °C • 3 grupos de termoresistencias PT100 TE 3a/3d, TE3b/3e, TE3c/3f • Señal ΔTNiY4 (i:1,2,3) Lógica (2/3) • Diferencia de Presión en el Núcleo • 90 % del ΔPn Nominal ≥ ΔPn ≥ 110 % del ΔPn Nominal • 3 Sensores de Nivel Sumergibles DP a/b/c • Señal ΔPNiY4 (i:1,2,3) Lógica (2/3) • Caudal de Refrigerante Primario ≤ 306 m3/h • 3 Transmisores de Caudal DPcell FT 6a/6b/6c • Señal FPiM4 (i:1,2,3) Lógica (2/3) • Nivel de Agua Tanque de Reactor ≤ 50- 55 cm (por debajo nivel normal) • 2 Flotantes Detectores de Nivel LS 12a/12b • Señal NaTRM4 Lógica (1/2) • Presión de Salida Bomba Primario ≤ 4 Kg/cm2 • 1 Presostato PS-8 • Señal PBpM4 • Posición Clapetas y Rompesifones : Abiertas • 4 Reeds-Switch (sensores de proximidad) XS 17a/17b/17c/17d • Señal CLic4

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