El HTR-PM ( chino :球床模块式高温气冷堆核电站) es un pequeño reactor nuclear modular chino . Es un reactor de lecho de guijarros refrigerado por gas de alta temperatura (HTGR) de generación IV desarrollado a partir del prototipo HTR-10 . La tecnología está destinada a reemplazar las centrales eléctricas de carbón en el interior de China, en línea con el plan del país de alcanzar la neutralidad de carbono para 2060. [1]
La primera planta, la primera del mundo con este tipo de reactor, tiene una potencia eléctrica de 210 MW. Comenzó a producir energía en diciembre de 2021 y entró en operación comercial a fines de 2023.
El HTR-PM es un reactor de lecho de bolas refrigerado por gas de alta temperatura (HTGR) , la primera central eléctrica de este tipo del mundo. Es un diseño de cuarta generación . La tecnología se basa en el reactor prototipo HTR-10 . [2]
La unidad de reactor tiene una capacidad térmica de 250 MW. Dos reactores están conectados a una única turbina de vapor para generar 210 MW de electricidad (210 MWe). [2]
El reactor HTR-PM utiliza un refrigerante de helio y un moderador de grafito . Cada reactor está cargado con más de 400.000 partículas.
Cada piedra tiene un diámetro de 60 mm y está recubierta de una capa exterior de grafito. Cada una contiene unas 12.000 partículas de combustible de uranio (7 g en total) recubiertas de cerámica y enriquecidas al 8,5 % de uranio-235 , dispersas en una matriz de grafito. [3]
El núcleo del reactor tiene 3 m de diámetro y 11 m de altura. La presión se mantiene a 7 MPa. La presión del vapor (para la transferencia de calor) es de 13 MPa y la temperatura de 567 °C (1053 °F). [3]
Los elementos del reactor primario se fabrican en una fábrica y se transportan al sitio. [3]
El reactor es inherentemente seguro, incluso si el circuito primario pierde energía, se enfriará pasivamente y no sufrirá una fusión. [4] [5] Incluso si las tuberías de refrigerante del circuito primario se rompen y se desprenden del núcleo del reactor (daño más allá del diseño de referencia), el núcleo no se funde y se enfriará por convección natural, sin liberar materiales radiactivos. [6]
El proyecto de demostración del módulo de lecho de guijarros del reactor refrigerado por gas de alta temperatura (HTR-PM) se inició en 2001. [7] Las obras de la primera central eléctrica de demostración, compuesta por dos reactores que impulsan una única turbina de vapor, comenzaron en diciembre de 2012 en la central nuclear de Shidao Bay, en la provincia de Shandong. Los recipientes a presión de los dos reactores se instalaron en 2016.
Un artículo de 2018 de Rainer Moormann recomendó medidas de seguridad adicionales basadas en la experiencia con el reactor AVR. [8]
El 28 de abril de 2020 se acoplaron con éxito la carcasa del generador de vapor, la carcasa del conducto de gas caliente y la carcasa del recipiente de presión del reactor del primer reactor del proyecto, allanando el camino para la instalación del ventilador de helio principal. [9] [10]
Las pruebas funcionales en frío se completaron con éxito entre octubre y noviembre de 2020. La mezcla de aire y helio se presurizó a un máximo de 8,9 MPa en el circuito de refrigerante primario. [11] Después de las pruebas funcionales en frío, las pruebas en caliente se realizaron en tres etapas: deshumidificación al vacío, calentamiento y deshumidificación y pruebas funcionales en caliente. Las pruebas en caliente comenzaron en diciembre de 2020. [12] El 12 de septiembre de 2021, el primero de los dos reactores alcanzó la criticidad . [13] El 11 de noviembre de 2021, el reactor dos alcanzó la primera criticidad . [14] El 20 de diciembre de 2021, el reactor uno se conectó a la red eléctrica estatal y comenzó a producir energía. [15] El 9 de diciembre de 2022, el proyecto HTR-PM demostró que había alcanzado la "potencia máxima inicial". [16] Se realizaron dos demostraciones de seguridad pioneras en el mundo, que mostraron que en caso de una pérdida total del suministro eléctrico, el calor de desintegración dentro del reactor se disiparía y enfriaría de forma natural sin intervención humana ni refrigeración de emergencia del núcleo. La planta entró en funcionamiento comercial en diciembre de 2023. [17] Está previsto construir una planta de energía más grande y actualizada, HTR-PM600, con una capacidad de 600 MWe utilizando seis unidades de reactor HTR-PM. [18]