Per què algunes centrals nuclears no tenen torres de refrigeració?

 

 

 

I.El mètode de refrigeració determina la necessitat de torres de refrigeració

 

El requisit bàsic de refrigeració d'una central nuclear és descarregar la calor residual del vapor d'escapament de les turbines de vapor. Els sistemes de refrigeració es classifiquen en tres tipus:una vegada-a través de la refrigeració, refrigeració de recirculació{0}}tancat, irefrigeració per aire. Les torres de refrigeració només s'utilitzen en sistemes de refrigeració de recirculació de circuit tancat-.

 

 

 

2.Refrigeració de recirculació de-bucle tancat (es requereixen torres de refrigeració)

 

Les centrals nuclears interiors, limitades pels recursos hídrics limitats, adopten laaigua circulant + torre de refrigeraciómode. L'aigua circulant absorbeix la calor als condensadors i després es bombeja a les torres de refrigeració per a la dissipació de la calor i la reducció de la temperatura per evaporació, abans de retornar per a la seva reutilització, evitant així el malbaratament d'aigua. Els projectes d'energia nuclear interior (per exemple, algunes centrals nuclears interiors a Europa i als Estats Units) han d'estar equipats amb torres de refrigeració com a configuració estàndard.

 

3. Sistema de refrigeració per aire (no es requereixen torres de refrigeració tradicionals)

 

Algunes centrals elèctriques de regions àrides adopten refrigeració directa o indirecta per aire, on la dissipació de calor s'aconsegueix mitjançant el contacte directe o indirecte entre l'aire i els equips d'intercanvi de calor. Aquest mètode no implica pèrdues per evaporació i no requereix torres de refrigeració, però té una menor eficiència d'intercanvi de calor i requereix àrees d'intercanvi de calor més grans i un major consum d'energia del ventilador.

.

II. Impacte clau de les condicions geogràfiques i de la font d'aigua

 

1.Avantatges de les ubicacions costaneres o fluvials-adjacents

 

L'aigua de mar i l'aigua dels rius abundants poden satisfer els requisits d'ingesta i descàrrega d'aigua d'una-refrigeració única, eliminant la necessitat de torres de refrigeració. Actualment, totes les centrals nuclears en funcionament a la Xina es troben al llarg de la costa, de manera que generalment no s'instal·len torres de refrigeració.

 

2.Restriccions de zones interiors/d'aigua-escasses

 

Les regions de l'interior s'enfronten a un subministrament d'aigua limitat. Un cop-a través de la refrigeració està restringida per les normatives de protecció del medi ambient i les limitacions del volum d'aigua, fent que la refrigeració de recirculació de bucle tancat-és una opció obligatòria i, per tant, les torres de refrigeració es converteixen en un component estàndard. Per exemple, les centrals nuclears d'interior dels Estats Units i França estan equipades amb grans torres de refrigeració hiperboloides.

.

 

 

III. Diferències en tipus de reactors i refrigerants

 

Els dissenys dels sistemes de refrigeració varien segons els diferents tipus de reactors, i alguns tipus de reactors de manera inherent no requereixen torres de refrigeració tradicionals.

 

Tipus de reactor	Refrigerant	Característiques de refrigeració	Requisit de la torre de refrigeració
Reactor d'aigua a pressió (PWR)	Aigua d'alta-pressió	Els bucles primaris i secundaris estan separats; el bucle secundari requereix refredament del vapor d'escapament	No és necessari per a les plantes costaneres que utilitzen una-refrigeració única; necessària per a les plantes d'interior que utilitzen refrigeració-de bucle tancat
Reactor d'aigua bullint (BWR)	Aigua	El refrigerant bull directament per generar vapor; el vapor d'escapament s'ha de condensar	No és necessari per a les plantes costaneres que utilitzen una-refrigeració única; necessària per a les plantes d'interior que utilitzen refrigeració-de bucle tancat
Reactor ràpid-refridat amb sodi	Sodi líquid	El metall líquid ofereix una alta eficiència d'intercanvi de calor; no requereix refrigeració per evaporació	En general, no es requereixen torres de refrigeració tradicionals
Reactor refrigerat per gas-alta temperatura-	Heli	Refrigeració de gas amb dissipació de calor mitjançant intercanviadors de calor	No es requereixen torres de refrigeració tradicionals
Reactor de sal fosa a base de tori{0}	Sal fosa	refredament de sal fosa; el disseny del sistema no requereix evaporació d'aigua per a la dissipació de la calor	No es requereixen torres de refrigeració tradicionals

 

 

 

 

IV.Compartiment-entre la protecció del medi ambient i els factors econòmics

 

1. Compliment mediambiental

Un cop-a través de la refrigeració ha de complir els estàndards ambientals pel que fa a la temperatura de l'aigua d'abocament i la contaminació tèrmica. Les zones costaneres tenen grans capacitats de masses d'aigua, cosa que facilita el compliment dels requisits de compliment. La refrigeració de recirculació de bucle tancat-interior controla la descàrrega de calor a través de les torres de refrigeració per complir amb la normativa mediambiental.

 

 

2.Economia

Una vegada-a través de la refrigeració, els costos de construcció de capital i les despeses operatives són baixes, però està subjecte a restriccions de font d'aigua. La refrigeració de recirculació de bucle-tancat requereix la construcció de torres de refrigeració, que implica una gran inversió de capital, però és adequada per a zones-escassas d'aigua. Els sistemes de refrigeració d'aire estalvien-aigua, però consumeixen una gran energia del ventilador, la qual cosa comporta costos operacionals més elevats-a llarg termini.

                                                

Escenaris especials i optimització del disseny

 

1.Instal·lacions d'energia nuclear (vaixells/submarins)

A causa de l'espai limitat, s'adopten sistemes de refrigeració compactes (p. ex., refrigeració d'aigua de mar-a través de la refrigeració combinada amb intercanviadors de calor d'alta-eficiència), sense instal·lar torres de refrigeració.

 

2. Petits reactors modulars (SMR)

Alguns dissenys adopten refrigeració integrada o refrigeració per aire, simplificant el sistema i eliminant la necessitat de grans torres de refrigeració.

 

En conclusió, si una central nuclear està equipada amb torres de refrigeració és una decisió integral basada en mètodes de refrigeració, condicions geogràfiques, disseny del reactor i factors econòmics. Els sistemes de refrigeració uni-a la costa, els tipus de reactors especials (per exemple, els reactors ràpids refrigerats per sodi-, els reactors refrigerats per gas{-d'alta temperatura) i els sistemes de refrigeració per aire no requereixen torres de refrigeració tradicionals, mentre que els sistemes de refrigeració de recirculació de circuit tancat-interior han d'estar equipats amb torres de refrigeració. Amb l'expansió de l'energia nuclear a les zones interiors i-escassas d'aigua, l'aplicació de torres de refrigeració s'estendrà més. Mentrestant, les tecnologies de refrigeració per aire i els nous tipus de reactors també estan impulsant la diversificació del desenvolupament del sistema de refrigeració.