La central nuclear de Hinkley Point A es una antigua central nuclear de Magnox . Está situada en un terreno de 19,4 hectáreas (48 acres) en Somerset , en la costa del canal de Bristol , a 8 km (5 millas) al oeste del estuario del río Parrett . El proceso de desmantelamiento en curso está siendo gestionado por la empresa concesionaria de la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear, Nuclear Restoration Services .
Hinkley Point A era una de las tres centrales eléctricas Magnox ubicadas cerca de la desembocadura del río Severn y el canal de Bristol; las otras eran Oldbury y Berkeley .
La construcción de la central, que estuvo a cargo de un consorcio respaldado por English Electric , Babcock & Wilcox Ltd y Taylor Woodrow Construction , [5] comenzó en 1957. Los reactores y las turbinas fueron suministrados por English Electric. [6]
El 22 de abril de 1966, el Ministro de Energía, Richard Marsh, inauguró oficialmente la nueva central nuclear. [7] [8]
A fines de la década de 1970, se instalaron dos minicomputadoras DEC PDP-11/40 (una por reactor) para la detección de explosiones y el monitoreo de la temperatura del reactor, reemplazando los sistemas de instrumentación originales. [9] También se instaló una minicomputadora DEC PDP-11/34 para la visualización y el registro de los parámetros de la turbina, reemplazando los sistemas originales. [10]
En 1988, el reactor 2 estableció un récord mundial por el período continuo más largo de generación de energía de un reactor nuclear comercial, de 700 días y 7 horas. [11] La central nuclear de Hunterston A tenía el récord mundial anterior de 698 días.
La central eléctrica, que se encuentra en proceso de desmantelamiento, tenía dos reactores Magnox , cada uno de los cuales suministraba vapor a tres grupos electrógenos de turbina de 93,5 MWe de English Electric que estaban diseñados, en conjunto, para producir 500 MWe netos en ambos reactores, pero, después de reducir la potencia de salida del reactor debido a problemas de corrosión, ambos reactores combinados produjeron 470 MWe netos. [12]
El diseño siguió los principios establecidos por la central nuclear de Calder Hall , en el sentido de que utilizaba un núcleo de reactor de combustible de uranio natural en latas de aleación Magnox dentro de un moderador de grafito, todo ello contenido en un recipiente de presión de acero soldado. El núcleo se enfriaba con CO2 bombeado por seis circuladores de gas de 7.000 hp (5,2 MW) nominales, que transportaban el gas caliente desde el núcleo hasta las seis unidades de generación de vapor (calderas) a través de conductos de acero. Los circuladores de gas podían ser accionados por motores de inducción alimentados con electricidad de red o, cuando había vapor disponible, desde uno de los tres conjuntos de turboalternadores de velocidad variable dedicados de 33 MWe (uno que abastecía a cada reactor con uno de repuesto). La presión de diseño del circuito de gas era de 185 psig y la temperatura del gas que salía del reactor era de 378 °C (712 °F), aunque más tarde se redujo cuando se descubrió que el CO2 caliente estaba corroyendo los componentes de acero dulce del circuito de gas más rápidamente de lo previsto. Como todos los reactores Magnox, Hinkley Point A fue diseñado para reabastecimiento en carga, de modo que los elementos combustibles agotados pudieran reemplazarse por otros nuevos sin apagar el reactor.
Aunque se planeó principalmente para la generación pacífica de electricidad, Hinkley Point A fue modificado para que se pudiera extraer plutonio apto para armas con fines militares en caso de que surgiera la necesidad. [13] [14]
Se instalaron cinco generadores diésel de emergencia English Electric 8CSV de 1.050 hp en Hinkley Point A, para su uso en caso de pérdida de suministro de la red.
[15]
La capacidad de generación, la producción de electricidad, el factor de carga y la eficiencia térmica fueron los que se muestran en la tabla. [16]
En agosto de 1963, durante una prueba de funcionamiento en caliente en el primer reactor, que en ese momento no había sido cargado con combustible nuclear, surgieron problemas debido al ruido de los circuladores de gas de flujo axial de una sola etapa. Este ruido se podía oír a una distancia de hasta 8 km (5 millas) y el personal que trabajaba en la central tuvo que usar protectores auditivos. Después de caídas inexplicables en el caudal másico y la corriente de accionamiento del motor en los circuladores de gas número 3 y 5, se detuvieron las pruebas de funcionamiento en caliente y se abrió el circuito de gas. Se observaron graves daños mecánicos en las secciones de álabes y difusores de los circuladores de gas número 3 y 5. Se habían desprendido grandes secciones de los difusores y se encontraron extensas grietas por fatiga en la carcasa cónica exterior y el cono axial central. Grandes trozos de la carcasa del difusor habían entrado en las aspas del circulador de gas y habían causado graves daños por impacto, y se habían transportado grandes cantidades de escombros por el conducto de gas. Se descubrió que los álabes guía de entrada (IGV), que se proporcionaron para permitir que se "recortara" el rendimiento de los circuladores de gas individuales, estaban muy dañados, y las palas del rotor y los álabes guía de salida también presentaban importantes daños por impacto y fatiga. Se habían soltado una gran cantidad de tuercas y tornillos involucrados. [17]
La investigación posterior determinó que el ruido se debía a la interacción entre las turbinas de gas y las palas del rotor. Los niveles de presión sonora generados por este ruido eran lo suficientemente altos como para provocar una rápida falla por fatiga en los componentes del circuito de gas, por lo que fue necesario rediseñar en gran medida los circuladores de gas y los componentes asociados. Las turbinas de gas se desecharon y se introdujeron enderezadores de flujo para suavizar el flujo de gas hacia las entradas del circulador de gas. Se realizó mucho trabajo experimental de laboratorio pionero sobre resonancia y niveles de presión sonora en las instalaciones de la División de Turbinas de Gas y Energía Atómica (APD) de English Electric en Whetstone, Leicestershire, para respaldar el trabajo de rediseño, y se desarrolló instrumentación para medir los niveles de tensión y presión sonora en el circuito de gas durante las pruebas. El retraso provocó graves dificultades financieras para el consorcio y retrasó el cronograma de construcción; la estación comenzó a generar electricidad dos años más tarde, en febrero de 1965. [18]
La importancia del diseño de los materiales y la comprensión de los límites de grano se puso de relieve durante la operación de Hinkley Point. En 1969, se produjo una falla catastrófica de la turbina-generador 'A' de Hinkley Point a velocidades casi normales (3200 rev/min). La interacción de los fragmentos del disco de ruptura y el eje provocó que el disco adyacente estallara casi inmediatamente después, y en la interrupción general que siguió, otro disco se desintegró por completo y toda la unidad sufrió daños irreparables. Se cree que este es el primer fallo catastrófico de una turbina-generador en Gran Bretaña. Las características del material del que estaban hechos los discos de ruptura fueron un factor que contribuyó al fallo. El acero 3 Cr-Mo fabricado mediante el proceso a.0.h. se fragilizó por temple durante el enfriamiento lento del horno después del tratamiento térmico y, por lo tanto, tenía poca tenacidad a la fractura, es decir, una baja tolerancia a los defectos muy agudos similares a grietas en regiones muy estresadas. Por supuesto, este material se puede utilizar con bastante seguridad en regiones muy estresadas en ausencia de grietas. Un material con mayor tenacidad a la fractura habría tolerado grietas más grandes sin sucumbir a su propagación inestable, y la falla se habría pospuesto o incluso evitado. En el momento de la fabricación de estos discos, no era posible cuantificar el efecto de la fragilización en la capacidad del material para tolerar pequeñas grietas en las regiones más estresadas. [19] La razón de la falla se debió al transporte de fósforo hacia los límites de grano que fragilizó el acero al cromo y provocó su falla. [20] [21] [22]
Ambos reactores se cerraron en abril de 1999 para llevar a cabo trabajos de refuerzo tras una Revisión Periódica de Seguridad de la Inspección de Instalaciones Nucleares . El reactor 2 volvió a funcionar en septiembre de 1999, pero se cerró el 3 de diciembre de 1999 debido a nuevas incertidumbres identificadas en las propiedades de los materiales de la vasija de presión del reactor. Los exámenes en un sitio hermano identificaron irregularidades en los materiales de soldadura en varias penetraciones del reactor. Para acceder y probar estos materiales en Hinkley Point se requeriría un acceso remoto a medida (posiblemente robótico) y un plazo de más de un año. También en ese momento se estaba llevando a cabo un costoso proyecto para aislar térmicamente el exterior de la vasija de presión de acero para mejorar la eficiencia térmica. El costo de este proyecto inminente requería una extensión operativa garantizada para un retorno de la inversión aceptable. Debido al costo de remediar estos problemas, y sin garantías de una solución oportuna, Magnox anunció el 23 de mayo de 2000 que Hinkley Point A se cerraría. [23]
Hinkley Point A fue una de las 11 centrales nucleares Magnox puestas en funcionamiento en el Reino Unido entre 1956 y 1971. Durante sus 35 años de funcionamiento, Hinkley Point A generó más de 103 TWh de electricidad, lo que supone un factor de carga de por vida frente al diseño del 34 %. [24]
El proceso de desmantelamiento en curso y las obras en el sitio están siendo gestionados por Nuclear Restoration Services, subsidiaria de la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear .
Se espera que la descombustión y el desmantelamiento de la mayoría de los edificios duren hasta 2031, seguido de una fase de cuidado y mantenimiento de 2031 a 2085. La demolición de los edificios del reactor y la limpieza final del sitio están previstas para 2081 a 2091. [25]
El sitio de Hinkley Point se organizó como dos centrales nucleares: junto a Hinkley Point A, con sus dos edificios de reactores Magnox, está Hinkley Point B , operado por EDF Energy , con dos reactores AGCR en un edificio.
En octubre de 2013, el gobierno del Reino Unido anunció que había aprobado la construcción de Hinkley Point C. Esta nueva planta, que consta de dos unidades EPR ; la Unidad 1 originalmente estaba programada para completarse en 2025 y la Unidad 2 en 2026 y ambas permanecerían operativas durante unos 60 años. [26]
La Junta Central de Generación de Electricidad ha acordado una pequeña modificación en el diseño de Hinkley Point y de las dos próximas centrales de su programa para permitir la extracción de plutonio adecuado para fines militares en caso de que surja la necesidad.
Medios relacionados con la central nuclear de Hinkley Point A en Wikimedia Commons
