VVER-TOI

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El VVER-TOI o WWER-TOI ( ruso : Водо-водяной энергетический реактор типовой оптимизированный информатизированный , romanizado :  Vodo-Vodyanoi Energetichesky Reactor Tipovoi Optimizirovanniy Informa tizirovanniy , iluminado  'Reactor de energía agua-agua universal ^[a] digital optimizado ^[b] ') Es un reactor de energía nuclear de generación III+ basado en tecnología VVER. Desarrollado por Rosatom . ^[1] El diseño VVER-TOI tiene como objetivo mejorar la competitividad de la tecnología rusa VVER en los mercados internacionales. Utilizaría reactores presurizados por agua VVER -1300/510 construidos para cumplir con los requisitos modernos de seguridad nuclear y radiológica.

El proyecto VVER-TOI se ha desarrollado sobre la base de los documentos de diseño elaborados para AES-2006, teniendo en cuenta la experiencia adquirida en el desarrollo de proyectos basados ​​en la tecnología VVER tanto en Rusia como en el extranjero, como por ejemplo la Central Nuclear Novovoronezh II . El primer VVER-TOI será la unidad 1 de la Central Nuclear Kursk II . ^[2]

La vida útil del reactor es de 60 años, con potencial de prolongación de hasta 100 años, y tiene una capacidad térmica de 3300 MWt y una capacidad eléctrica bruta de 1300 MWe. ^[3]

1. Estabilidad frente a impactos externos críticos y desastres naturales.
2. Correspondencia con las reglas y regulaciones mundiales aceptadas.
3. Correspondencia con las condiciones climáticas desde los trópicos hasta las regiones del Norte.
4. Pérdida de independencia en cuanto a fuentes externas de suministro de energía y agua.

Las medidas de seguridad radiológica se organizan e implementan para evitar impactos inadmisibles causados ​​por fuentes de radiación ionizante sobre los materiales, la población y el medio ambiente en el área que rodea la Central Nuclear.

El concepto de garantizar la seguridad radiológica y nuclear en el proyecto VVER-TOI se basa en lo siguiente:

• Requisitos previstos en las normas y reglamentos nacionales de seguridad vigentes en el ámbito de la ingeniería de energía nuclear, que sean aplicables a la unidad de energía diseñada teniendo en cuenta su desarrollo ulterior;
• Reflejado en las normas de seguridad del OIEA y la comunidad nuclear mundial.
• Materiales publicados por el Grupo Asesor Internacional de Seguridad Nuclear (INSAG) sobre cuestiones de seguridad nuclear.
• Complejidad de las soluciones técnicas elaboradas y comprobadas durante la operación, considerando los esfuerzos dirigidos a su modernización y eliminación de los materiales defectuosos detectados durante la operación.
• Métodos de cálculo, códigos y programas verificados y certificados; metodología de análisis de seguridad elaborada.
• Medidas organizativas y técnicas para prevenir y limitar las repercusiones de accidentes graves, que se desarrollan de acuerdo a los resultados de las investigaciones en el campo de los accidentes graves.
• Experiencia en desarrollo de plantas de nueva generación y mayor seguridad.
• Proporcionar baja sensibilidad a los errores y soluciones equivocadas del personal.
• Para garantizar riesgos bajos de emisión considerable de radionucleidos en caso de accidente.
• Ofrecer la posibilidad de ejercer funciones de seguridad sin fuente de alimentación externa, así como realizar el control a través de la interfaz “hombre-máquina”.
• Garantizar las condiciones necesarias para evitar la evacuación de la población residente cerca de una central nuclear en caso de accidentes graves.

El proyecto VVER-TOI muestra la implementación de los siguientes principios que garantizan el concepto moderno de la defensa repetitiva en profundidad:

• Para crear una serie de barreras que impidan la emisión de productos radiactivos que se acumulan durante el funcionamiento, se pueden utilizar como barreras para las centrales nucleares con reactores VVER el combustible nuclear (matriz de combustible y revestimiento de los elementos combustibles), los límites del circuito de refrigeración, el núcleo de refrigeración del reactor (vasija del reactor, presurizadores, bombas de circulación principales, colectores del generador de vapor, tuberías del circuito primario y sistemas conectados, tubos de intercambio de calor del generador de vapor), las vallas herméticas de los locales con equipos ubicados y las tuberías de la planta del reactor.
• Alto nivel de confiabilidad debido a la implementación de requisitos especiales de aseguramiento y control de calidad durante el diseño, fabricación, instalación, mantenimiento del nivel alcanzado durante la operación a través del control y diagnóstico (continuo o periódico) de las condiciones de las barreras físicas, eliminación de los defectos, daños y fallas detectados;
• Establecer sistemas de protección y localización destinados a prevenir el daño de las barreras físicas, restringir o mitigar las repercusiones de la radiación en caso de posible violación de los márgenes y condiciones normales de operación, y en caso de accidentes.

Los desastres naturales y los impactos inducidos por el hombre que especifican las condiciones del sitio se aceptan teniendo en cuenta la posibilidad de construir plantas de energía nuclear con reactores VVER-TOI en varias regiones geográficas, así como en las regiones caracterizadas por diferentes impactos inducidos por el hombre.

A continuación se enumeran los impactos más importantes, cuyos parámetros afectaron significativamente las soluciones técnicas del proyecto VVER-TOI:

• Impactos sísmicos
• Impactos relacionados con accidentes aéreos
• Ondas de impacto del aire
• Inundaciones y tormentas
• Tornados

Los sistemas y componentes de una planta de energía nuclear como parte del proyecto de caso base se desarrollan con referencia a los siguientes desastres naturales y al diseño de impactos inducidos por el hombre:

• Terremoto de parada segura de intensidad hasta 8 en la escala MSK-64 con aceleración horizontal máxima en una superficie de terreno libre de 0,25 g
• Terremoto de diseño de intensidad hasta 7 en la escala MSK-64 con aceleración horizontal máxima sobre una superficie de terreno libre de 0,12 g
• Caída de un avión de 20 t a una velocidad de 215 m/s como evento inicial de diseño
• El accidente de una aeronave pesada de 400 t a una velocidad de 150 m/s es un evento que excede el diseño inicial considerando el incendio de combustible; para hacer frente a este evento, el diseño prevé la prevención de la liberación de radionucleidos al medio ambiente.
• Onda de impacto de aire a una presión de 30 kPa y duración de la fase de compresión de hasta 1 s
• Velocidad máxima de diseño del viento hasta 56 m/s

Las centrales nucleares modernas se caracterizan por un riesgo sin precedentes de propagación de radiaciones ionizantes y de emisión de radionucleidos al medio ambiente. Este resultado se consigue gracias a las más modernas tecnologías de protección y localización del sistema de seguridad. El proyecto VVER-TOI muestra, como variante básica, la configuración basada en la estructura de dos canales de los sistemas de seguridad activa sin respaldo interno y la estructura de cuatro canales de los sistemas de seguridad pasiva. El sistema de seguridad pasiva proporciona un periodo de 72 horas sin necesidad de intervención del operador. ^[3]

El perfil de los sistemas de seguridad activa es el siguiente:

• Sistema de emergencia de piscinas de combustible y enfriamiento planificado y refrigeración;
• Sistema de inyección de boro de emergencia;
• Sistema de enfriamiento de emergencia del generador de vapor;
• Sistema de suministro de energía de emergencia (grupo electrógeno diesel).

El perfil de los sistemas de seguridad pasiva es el siguiente:

• Parte pasiva del sistema de refrigeración de emergencia del núcleo;
• Sistema pasivo de inundación del núcleo;
• Sistema de suministro de agua desde el estanque de combustible al circuito primario;
• Vástago de la eliminación pasiva de calor del generador de vapor;
• Protección del circuito primario contra sobrepresión;
• Protección del circuito secundario contra sobrepresión;
• Estación reductora de presión de acción rápida;
• Sistema de extracción de gases de emergencia;
• Sistema de suministro de energía de emergencia (acumuladores);
• Sistema pasivo de filtración de fugas en el interior de la carcasa.

El sistema de control de accidentes del proyecto VVER-TOI incluye un captador de núcleos que garantiza el control de la seguridad mediante la localización y el enfriamiento del material fundido en caso de un accidente grave en la etapa de localización del material fundido fuera del recipiente . En el marco del proyecto VVER-TOI se están realizando trabajos encaminados a optimizar las soluciones técnicas del proyecto de trampa de corio para reducir los indicadores de costes y justificar la eficiencia de su funcionamiento. Se pretende conseguir una reducción considerable de las dimensiones totales del recipiente de la trampa y del peso de los materiales sacrificados, así como pasar al diseño modular del recipiente de la trampa que permita simplificar el transporte de equipos de gran tamaño al lugar de construcción de una central nuclear.

La combinación de sistemas de seguridad pasivos y activos previstos en el proyecto VVER-TOI garantiza que el núcleo no se destruya durante no menos de 72 horas desde el momento en que se produzca un accidente grave en caso de que se produzca cualquier escenario posible. Las soluciones técnicas correspondientes garantizan que la planta del reactor se transfiera a condiciones seguras en cualquier combinación de eventos iniciales (naturales y antropogénicos) que provoquen la pérdida de todas las fuentes de energía eléctrica . Este hecho aumenta considerablemente la competitividad del proyecto tanto en los mercados extranjeros como nacionales de producción de energía eléctrica. ^[4]

Framatome suministra sistemas de protección para los reactores VVER-TOI en Kursk II . ^[5]

El recipiente de presión del reactor VVER-TOI tiene menos soldaduras que el VVER-1200, todas en el área central, y una disposición más simétrica de las boquillas de refrigeración. Esto ofrece la posibilidad de dos extensiones de vida útil de 20 años, lo que podría dar lugar a una vida útil de 100 años. ^[3]

El proyecto VVER-TOI es la base para el desarrollo de proyectos de construcción en serie de centrales nucleares en emplazamientos ubicados en una amplia gama de condiciones naturales y climáticas, teniendo en cuenta todo el espectro de impactos extremos internos y externos inducidos por el hombre, que son específicos de todos los emplazamientos de construcción. El proyecto se ha desarrollado con la intención de que su aplicación en proyectos de centrales nucleares individuales no requiera cambios en las principales soluciones conceptuales, de ingeniería y de diseño, así como análisis de seguridad adicionales y otros documentos justificativos que se deben presentar a las autoridades supervisoras estatales para recibir las licencias de construcción.

1. El espacio de información unificado es un complejo de software y hardware multiplataforma diseñado para gestionar datos de ingeniería para la ingeniería, el diseño y la organización de la comunicación entre participantes de proyectos distanciados territorialmente.
2. Un análisis funcional ampliado (basado en la aplicación detallada de las normas del OIEA ) es la base práctica para especificar una tarea para el desempeño automático de procesos tecnológicos nucleares, el diseño de la estructura de operación funcional de la organización y el cálculo fundamentado de la relación de modo normal.
3. MultiD-designing sirve como una experiencia desarrollada de “ingeniería de campo” que aumenta considerablemente la posibilidad de controlar el proyecto a través del desarrollo detallado de soluciones de proceso en la construcción y la instalación de equipos.

El diseño de circuitos, equipos, sistemas y estructuras de la unidad de potencia VVER-TOI permite su modernización permitiendo:

• aumentar la producción anual de energía eléctrica (por ejemplo, mediante el aumento del ICUF y la reducción de los tiempos de parada programados y no planificados);
• disminuir el consumo de energía auxiliar;
• disminuir las pérdidas de energía eléctrica y térmica;
• mejorar las condiciones de trabajo del personal;
• mantener un nivel de seguridad adecuado de acuerdo con los estrictos requisitos establecidos en los documentos reglamentarios y la necesidad de recibir permisos de operación periódicamente durante la vida útil del diseño de la planta de energía nuclear .

El Centro de Prototipado Virtual es un complejo de instalaciones de software y hardware que permite visualizar modelos de diseño e ingeniería. Representa una esfera de 6 metros de diámetro (20 pies), en la que el personal del centro, situado a 2 metros de altura (6,6 pies) sobre una plataforma de vidrio transparente, puede ver una imagen en formato 3D . Permite a todo el mundo entrar en mundos virtuales.

El uso práctico complejo incluye lo siguiente:

• Control interactivo del modelo de planta nuclear;
• análisis de soluciones de planificación y diseño;
• elaborar los planes de operación, mantenimiento y reparación de la central nuclear;
• simulación de las acciones a realizar en caso de emergencias;
• para ser utilizado como área de pruebas para el Centro de Gestión de Crisis.

En Rusia, por el momento, no existen implementaciones técnicas análogas en el diseño de objetos tecnológicos complejos. Este método de demostración lo utilizan únicamente la industria de defensa , las grandes corporaciones automovilísticas y las empresas de ingeniería aeronáutica . ^[6]

2009:

• El 22 de julio de 2009 el Comité Presidencial para la modernización y desarrollo de la economía rusa decidió iniciar el proyecto de desarrollo de tecnologías nucleares en plantas de reactores en el marco de la prioridad a corto plazo;
• Etapa de inicio de las obras del proyecto.

2010:

• Modelo conceptual de isla nuclear y unidad de potencia VVER-TOI;
• Establecimiento de la organización siendo poseedora de la tecnología base dotada de modernas instalaciones de diseño e ingeniería.

2011:

• Diseño 3D de la isla nuclear y de la unidad de potencia VVER-TOI;
• Cálculos que justifican la seguridad.

2012:

• Proyecto MultiD de Central nuclear con reactor VVER-TOI;
• Elaboración de un paquete de documentos técnicos normativos actualizados para facilitar el uso de nuevas tecnologías de diseño y construcción en el proyecto.

El proyecto se realizó en 2009 y se completó en 2012.

La construcción del primer VVER-TOI comenzó en abril de 2018 en la central nuclear de Kursk , y está prevista su finalización a finales de 2022. ^[7]

Además, están previstas 11 unidades VVER-TOI adicionales. ^[7]

1. www.rosatom.ru
2. www.rosenergoatom.ru Archivado el 27 de octubre de 2020 en Wayback Machine
3. www.i-russia.ru
4. www.aep.ru
5. www.niaep.ru