Comentario: Toda la sección de diseño no tiene fuentes. Por favor, cite de dónde obtuvo esta información. Tavantius ( discusión ) 19:38 19 oct 2024 (UTC)La central eléctrica Kemmerer es el primer reactor de fisión de sodio diseñado y construido por TerraPower . TerraPower presentó su solicitud de construcción el 28 de marzo de 2024. [1] La construcción de la central eléctrica Kemmerer comenzó el 10 de junio de 2024. [2] La central tendrá una potencia eléctrica nominal de 345 MW con una potencia máxima de 500 MW. Esta potencia adicional será proporcionada por la energía almacenada en el sistema de almacenamiento de energía térmica de sal de nitrato fundido de la planta, similar al de una planta de energía solar concentrada . El reactor producirá 840 MW de energía térmica. [3]
El nombre de Natrium deriva de la palabra latina para " sodio ", que se utiliza como refrigerante primario e intermedio del reactor.
La central eléctrica Kemmerer está dividida en dos partes diferenciadas: la isla nuclear y la isla de energía. [4] La isla nuclear contiene el edificio del reactor, el edificio auxiliar del reactor, el edificio de manipulación de combustible, el edificio auxiliar de combustible, los módulos eléctricos de la isla nuclear y el edificio de control. La isla de energía contiene los tanques de almacenamiento de energía (sales fundidas), el edificio de generación de vapor, el edificio de turbinas, las torres de refrigeración y los generadores diésel de reserva. [5]
La central eléctrica utiliza un reactor de espectro de neutrones rápidos de sodio fundido para generar calor . El combustible inicial para el núcleo es uranio metálico unido a sodio dentro de una matriz de circonio revestida de acero HT-9 . [6] El núcleo está cargado en una matriz hexagonal que consta de conjuntos de combustible, conjuntos de reflectores, conjuntos de escudos, 13 conjuntos de barras de control y varios otros conjuntos de prueba y fuente de neutrones según sea necesario para el funcionamiento y las pruebas. [7] La temperatura de salida del núcleo al 100% de potencia es de 950 grados Fahrenheit (510 grados Celsius ). [8]
El calor de fisión se transfiere al refrigerante de sodio fundido , que circula mediante dos bombas de sodio primarias (PSP) de velocidad variable [9] a dos intercambiadores de calor de sodio intermedios (IHX). El reactor, el refrigerante de sodio, las PSP y los IHX están contenidos dentro del recipiente del reactor . [7] Para evitar la reacción del sodio con el aire, se mantiene un gas de cobertura de argón por encima de la superficie libre del sodio debajo de la cabeza del recipiente del reactor. [10] Todas las penetraciones en el recipiente del reactor están por encima de la superficie libre del refrigerante de sodio primario. [7] El recipiente del reactor está ubicado dentro de un recipiente de protección con argón que llena el anillo entre los recipientes e instrumentación de nivel para detectar fugas de sodio del recipiente del reactor. [10]
Dos circuitos de sodio secundarios independientes hacen circular un sodio líquido secundario a través de un IHX, un intercambiador de calor de sodio- aire (AHX) en el sistema de enfriamiento de aire intermedio (IAC), un intercambiador de calor de sodio-sal (SHX) y una bomba de sodio intermedia (ISP) de velocidad variable [11] . [10] Cada circuito es funcionalmente idéntico y permanece separado del otro por redundancia . [12]
El IAC consta de un AHX, una estructura de chimenea , sopladores de aire, compuertas y un calentador de aire . Tiene tres modos de funcionamiento: modo activo, modo soplador y modo pasivo. En el modo activo, el ISP del circuito proporciona circulación forzada de refrigerante de sodio y el soplador proporciona un flujo de aire forzado a través de los AHX. En el modo soplador, el sodio intermedio circula por convección natural con los sopladores en funcionamiento. En el modo pasivo, tanto el sodio intermedio como el aire circulan por convección natural. [13]
El circuito intermedio de sodio adquiere calor del refrigerante primario en el IHX. Durante el apagado normal y las operaciones de baja potencia, el calor es rechazado al ambiente por el IAC en modo activo. A medida que aumenta la potencia, el calor es transferido a la sal fundida por el intercambiador de calor de sodio-sal y el rechazo de calor al ambiente se reduce. Una vez que el calor es eliminado del circuito intermedio de sodio solo por el intercambiador de calor de sodio-sal, la planta se considera en operación de alta potencia. [14]
El calor transferido desde el SHX en el circuito de sodio intermedio es recibido por el Sistema de Sal de la Isla Nuclear (NSS). Esta sal circula hasta el Tanque de Sal Caliente en la Isla de Energía. [15] Desde allí, la sal circula a través de la Generación de Vapor hasta el Tanque de Sal Fría y luego regresa al NSS para calentarse nuevamente en el SHX. [16] La tasa de transferencia desde el Tanque de Sal Caliente a través de la Generación de Vapor hasta el Tanque de Sal Fría no necesita coincidir con la tasa de transferencia desde el Tanque de Sal Fría a través de la Isla Nuclear hasta el Tanque de Sal Caliente. Esta diferencia en las tasas de flujo permite que el diseño ajuste la potencia eléctrica mientras mantiene una potencia constante del reactor. [17]
El vapor generado a partir de la sal fundida se suministra al generador de turbina principal , se condensa desde el escape de la turbina y se devuelve como agua de alimentación a la generación de vapor. El calor recibido por el agua circulante en el condensador se rechaza al medio ambiente a través de torres de enfriamiento . [16]
El calor de desintegración generado mientras el reactor está apagado es circulado por los PSP a velocidad mínima o por circulación natural si los PSP no están disponibles. El calor es eliminado del recipiente del reactor por el IAC. Durante condiciones normales, el IAC opera en modo activo. Durante condiciones anormales, el modo de soplador del IAC eliminará el calor de desintegración. El modo pasivo del IAC se utiliza para la operación de emergencia. Ambos trenes de IAC son necesarios para eliminar el calor de desintegración en modo pasivo. [18] Cuando el IAC no está disponible para la eliminación del calor de desintegración, el sistema de enfriamiento del aire del reactor (RAC) proporciona la eliminación del calor de desintegración a través de convección natural con aire. RAC es el sistema designado como el método de eliminación del calor de desintegración relacionado con la seguridad . RAC permanece en servicio continuamente y no se requiere ninguna acción del operador o cambios en la configuración del sistema para iniciar el enfriamiento. La circulación natural del refrigerante de sodio calentará las paredes del recipiente del reactor que transferirá calor al RAC a través del enfriamiento radiativo . [10]
En caso de pérdida de energía en el sitio, dos generadores diésel de reserva comienzan automáticamente a suministrar energía a determinadas cargas de la planta para proteger la inversión. No hay un sistema de distribución eléctrica relacionado con la seguridad para la planta. Todas las funciones relacionadas con la seguridad son pasivas. Si bien no es obligatorio, el modo activo de IAC está disponible con energía de los generadores diésel de reserva. [19]
El 3 de octubre de 2024, TerraPower anunció la selección de Premier Technology, Inc. para diseñar, probar, fabricar y entregar las estructuras y equipos AHX y Air Stack del IAC. [20]