Circuitul primar de transport al căldurii din reactorul nuclear

Circuitul primar de transport al căldurii din reactorul nuclear

Circuitul primar de transport al căldurii (numit și sistemul primar de transport al căldurii sau sistemul primar de răcire a reactorului) reprezintă sistemul care vehiculează agentul de răcire care circulă prin zona activă a reactorului nuclear și intră în contact direct cu combustibilul nuclear, preluând căldura generată din reacțiile de fisiune.

Majoritatea reactoarelor aflate în operare în prezent sunt răcite cu apă ușoară sau apă grea. Alți agenți de răcire pentru reactoarele nucleare includ gazele (He sau CO2), metalele topite (Na, Pb) sau sărurile topite.

Circuitul primar de transport al căldurii este specific fiecărui tip de reactor. Cu toate acestea, indiferent de proiectul de reactor, funcția de securitate nucleară a sistemului primar de transport al căldurii este răcirea combustibilului nuclear din reactor, în toate stările și modurile de operare normală, în situații de tranzient anticipat în exploatare și în anumite condiții de accident.

Pentru îndeplinirea funcției de securitate nucleară, incinta agentului primar de răcire a reactorului trebuie proiectată, fabricată, montată şi verificată astfel încât să prezinte o probabilitate foarte mică de scurgeri anormale, de propagare rapidă a defectelor precum şi de apariție a unei rupturi. De asemenea, sistemul de răcire a reactorului şi sistemele auxiliare aferente, de control şi de protecţie, trebuie proiectate cu o marjă de siguranţă suficientă astfel încât să se asigure, din acest punct de vedere, că datele de proiectare pentru incinta agentului de răcire a reactorului nu vor fi depășite în nici o situație de funcţionare normală şi nici în alte situaţii anticipate în exploatare. În proiectul sistemului primar de răcire a reactorului se specifică limitele de securitate nucleară aferente, inclusiv presiunea maximă, temperatura maximă, limitele admisibile pentru tensiunile mecanice şi gradienții de presiune şi temperatură.

Proiectul incintei agentului primar de răcire este confirmat cu ajutorul unor analize de securitate nucleară, efectuate în conformitate cu cerințele de reglementare, codurile și standardele aplicabile și bunele practici internaționale în domeniu. Analizele de securitate utilizează modele teoretice și coduri de calcul care includ toate fenomenele şi procesele relevante, fiind bazate pe programe de teste şi experimente efectuate în instalații specializate, care confirmă atât comportarea în funcţionare normală, cât şi cea în caz de tranzienţi şi situaţii de accident. Aceste analize de securitate iau în considerare toţi factorii care influenţează integritatea incintei agentului primar de răcire, în toate condiţiile de operare normală, tranzienţi anticipaţi şi situaţii de accident. Analizele includ determinarea tensiunilor şi deformărilor statice şi variabile, precum şi predicția perioadei de exploatare sigură a componentelor circuitului agentului primar de răcire ținând cont de modificările în timp ale proprietăților materialelor.

Incinta agentului primar de răcire a reactorului este proiectată cu marje de siguranţă suficiente pentru a se asigura că solicitările din timpul exploatării, operațiunilor de întreţinere, de inspecție, de verificare, tranzienții anticipaţi în exploatare şi, în măsura în care este practic posibil, condiţiile de accident nu duc la fragilizarea pereților incintei agentului primar de răcire a reactorului şi că probabilitatea propagării unei fisuri este redusă la minimum.

Proiectul incintei agentului primar de răcire prevede mijloace pentru detectarea, localizarea şi monitorizarea oricăror scurgeri din circuitul primar de răcire a reactorului. Atât prin proiect, cât și prin practicile de operare, întreținere și inspecție periodică trebuie luate toate măsurile practic posibile pentru a asigura că orice defect în incinta agentului primar de răcire poate fi detectat înainte de a putea conduce la producerea unei avarii.

Incinta agentului primar de răcire a reactorului este proiectată în așa fel încât să permită efectuarea de inspecții şi verificări periodice ale structurilor, componentelor şi echipamentelor importante pentru securitatea nucleară, precum şi efectuarea de activităţi de întreţinere şi reparații, pentru a se asigura etanșeitatea şi integritatea acestora; de asemenea, se asigură un program corespunzător de supraveghere a materialelor constituente.

Componentele care fac parte din incinta agentului primar de răcire a reactorului sunt proiectate, fabricate, montate şi verificate în conformitate cu cerinţele codurilor şi standardelor de securitate nucleară recunoscute şi acceptate la nivel internaţional (e.g. codul ASME Boiler & Pressure Vessel Code emis de American Society of Mechanical Engineers – Societatea Americană a inginerilor mecanici).