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Filosofía de Ingeniería: Redundancia y Separación en los Reactores CANDU
El reactor CANDU (Canada Deuterium Uranium) se distingue de otros diseños nucleares comerciales a través de su moderación de agua pesada, combustible de uranio natural y núcleo de tubo de presión horizontal. Desarrollado por Atomic Energy of Canada Limited (AECL), el diseño funciona en un principio de defensa en profundidad. Cada canal de combustible actúa como un límite de presión independiente.
Los cuatro generadores de vapor, cuatro bombas de transporte de calor primario y tuberías asociadas se organizan para que un fracaso en un bucle deje los tres lazos restantes capaces de eliminar el calor descompuesto. Este diseño cuadrante, combinado con los suministros de energía independientes y la lógica de control, impide un solo evento de causa común, ya sea una huelga de misiles, una inundación interna o un incendio localizado, desde la arquitectura desLT
Robustitud estructural y calificación sismística
Edificio de Contención: Más allá de cargas de diseño-bases
Cada sistema de seguridad CANDU-6 y las estaciones multiunidades de Bruce, Darlington y Pickering están cerradas por estructuras de contención de hormigón fuertemente reforzadas. Estos buques pre-estudiados, post-tensionados, tienen espesores de pared a menudo superiores a un metro. La presión del diseño alberga el lanzamiento de vapor de un accidente de pérdida de gran alcance con margen significativo.
Diseño sismico: Espectro de respuesta del sitio-específico a los exámenes de componentes
Los sitios nucleares canadienses se encuentran en terrenos geológicos estables, pero las plantas CANDU están diseñadas para terremotos mucho más severos que el máximo histórico para sus ubicaciones.El proceso de calificación sísmica comienza con una evaluación de peligros sísmicos probabilísticos específica para cada sitio. Estructuras, sistemas y componentes se clasifican en clases sísmicas.
Sistemas de seguridad pasivos y autónomos
Aunque el CANDU se caracteriza a menudo por sistemas de seguridad activos altamente fiables, numerosas funciones pasivas y semipasivas funcionan sin la acción externa de la AC o del operador durante largos períodos.Estos son críticos durante amenazas externas que pueden causar apagón de estación o evacuación de compel.
Dos sistemas independientes de cierre desmontables
Cada sistema CANDU tiene dos sistemas de apagado física y funcionalmente separados de diferentes principios de diseño. Sistema de descarga 1 (SDS1) utiliza barras de absorción de neutrones de tipo de resorte que se bloquean completamente en el núcleo cuando se liberan pinzas de conexión con CC.
Moderador como un sink de calor pasivo
El gran volumen de agua pesada en la calandria (unos 265 toneladas en un CANDU-6) sirve como el último disipador de calor pasivo bajo condiciones de accidente graves. Si todas las vías normales de eliminación de calor fallan, las temperaturas del canal de combustible suben hasta que el tubo de presión se aguje y se pone en contacto con el tubo de calandria, transfiriendo calor al moderador.
Inyección de núcleo de emergencia y de gravedad
El sistema de refrigeración de núcleo de emergencia (ECCS) en un CANDU incluye inyección de alta presión, recirculación de presión media y suministro de baja presión a largo plazo. Evoluciones de diseño, especialmente en el CANDU-6 mejorado y el ACR-1000, incorporan tanques elevados que pueden entregar agua de refrigeración por cabeza de gravedad solo durante varias horas después de una pérdida de accidente de refrigerante.
Resistencia a los actos externos malévolos
Seguridad física y control de acceso
Los edificios de seguridad multicapa de la planta de seguridad de la planta de la planta de la planta de la planta de la planta de la planta de la planta de la planta de la planta de la planta de la planta de la unidad de la planta de la planta de la planta de la planta de la unidad de la planta de la planta de la planta de la planta de la unidad de la energía, la tecnología de la información y la tecnología de la información.
Seguridad cibernética y Resiliencia Digital
Los sistemas de seguridad de la centralización de sistemas de detección de incendios no pueden ser utilizados por la red de negocios de la planta y el Internet. Los sistemas de detección de incendios relacionados con la seguridad de la planta son un sistema de control digital de seguridad que se utiliza en el sistema de control de seguridad de la planta, y que se utiliza en el sistema de control de seguridad de la planta.
Environmental Extremes and Climate Resilience
Inundación, alta velocidad e inviernoización
Los sitios de seguridad de la red están protegidos por los sistemas de bloqueo de agua de suspensión, las puertas de inundación y, en algunos casos, las bombas de agua de servicio esenciales se instalan en las bóvedas impermeables con diseños sumergidos. Las cargas de viento se toman de los eventos de diseño de tornados, los sistemas de ventilación, y los corredores de presión
Resiliencia de la tensión del calor y la sequía
Las temperaturas globales crecientes y las condiciones de sequía requieren diseños modernos de reactores para mantener la eficiencia de refrigeración. Las plantas CANDU tienen sistemas de consumo de agua diseñados para niveles variables de río o lago. Las torres de refrigeración, donde se instalan, pueden manejar el flujo de agua reducido mientras mantienen el vacío condensador.
Diseño de combustible y tolerancia de accidentes
El paquete de combustible CANDU es un pequeño, de 0,5 metros de largo conjunto que contiene pellets de dióxido de uranio natural encolados delgados. La longitud del paquete corto le da una robustez única. En los accidentes de pérdida de refrigeración, el combustible puede soportar un grado de descongestionamiento y la excursión de temperatura sin fragmentación catastrófica debido a que la longitud corta minimiza el enrollamiento y la inclinación.
Refugio de potencia y gestión del Estado del sistema
El refugiamiento de energía de CANDU permite a los operadores sustituir el combustible mientras el reactor está a toda potencia, eliminando la necesidad de refugiar los outages que concentran las ventanas de riesgo. En un entorno de amenaza externa deteriorado —por ejemplo, un huracán en desarrollo o una advertencia de seguridad creíble— la planta puede continuar produciendo energía, reduciendo la dependencia de la electricidad fuera de sitio para sistemas de seguridad, manteniendo la capacidad de de descomposición de combustible
Experiencia operacional y mejora continua
La flota global CANDUCN ha acumulado más de 40 años de funcionamiento en Canadá, además de una amplia experiencia en Rumania, Corea del Sur, China, Argentina y anteriormente Pakistán. Esta historia operativa ha sido minada para lecciones sobre la resistencia a los riesgos externos. Después del accidente de Fukushima Daiichi en 2011, todos los operadores de CANDU realizaron pruebas de estrés centradas en el apagón de estaciones extendidas, evaluaciones del margen sísmico y la seguridad de la piscina gastada en condiciones extremas.
Fondos normativos internacionales
La evaluación genérica del diseño de los mejores CANDU-6 realizada por el CNSC, y los exitosos exámenes de licencias para las unidades de Cernavoda en Rumania y las unidades Wolsong en Corea del Sur (una región sismísticamente activa), han puesto el diseño a través de un escrutinio exhaustivo. El equipo de revisión de seguridad operacional del OIEA (OSART) y la Convención sobre Seguridad Nuclear examinan repetidamente los márgenes sustanciales en el diseño de los últimos sistemas de contención, la eficacia de los dos sistemas de seguridad multifase
Gestión de eventos de baja probabilidad, alta velocidad
Para las amenazas extremadamente raras como las nubes de ceniza volcánica, el pulso electromagnético (EMP), o el tiempo espacial, las plantas CANDU tienen características incrustadas de seguridad. La lógica de seguridad crítica se implementa en hardware no basado en microprocesador que es inmune a EMP. La gran concha de contención de hormigón proporciona un blindaje electromagnético sustancial.
Gestión del combustible gastado
El combustible gastado CANDU se almacena en piscinas llenas de agua in situ, y eventualmente en depósitos secos. Estas instalaciones están diseñadas para soportar las mismas amenazas externas que el edificio del reactor. Las piscinas de combustible gastadas se construyen con sistemas de hormigón armado grueso y aislamiento sísmico. Los módulos de almacenamiento seco se prueban para misiles tornados, terremotos y exposición al fuego.
Conclusión
La arquitectura del reactor CANDU, que ofrece una resistencia a la presión, un núcleo moderado de agua pesada, en una contención masivamente ingenua, apoyada por dos sistemas de apagado diversos, y rodeada de bucles de proceso separado por cuadrantes, ofrece una formidable defensa contra el espectro de amenazas externas.