CSN Pruebas de fugas del recinto de contención del reactor en centrales nucleares - Alfa 57 Revista Alfa

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Alfa 57

La nanotecnología es la máxima expresión de la tendencia a la miniaturización que ha caracterizado a la electrónica durante las últimas décadas. Un nanómetro es una milmillonésima de metro, apenas un poco por encima del tamaño de los átomos. Este número también aborda el funcionamiento de la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP), una institución científica independiente, reconocida internacionalmente como la fuente más fiable de información y opinión en el ámbito de la protección radiológica. Presentamos igualmente las actividades que el CSN realiza en investigación y desarrollo dentro de su ámbito de actuación, a través de su Plan de I+D+i y de su participación en proyectos nacionales e internacionales. 

En los apartados técnicos, un artículo está dedicado al proceso de migración de las Especificaciones Técnicas de Funcionamiento Mejoradas (ETFM) en las centrales nucleares españolas, que culmina en junio de este año. El segundo se centra en las lecciones aprendidas por parte del Consejo durante el desarrollo del Plan de Inversión en Equipos de Alta Tecnología Sanitaria (INVEAT).

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Pruebas de fugas del recinto de contención del reactor en centrales nucleares

El presente artículo describe las pruebas periódicas de fugas del recinto de contención del reactor (RC) de las centrales nucleares españolas. De acuerdo con la Instrucción IS-27 del Consejo de Seguridad Nuclear [1], el RC es una de las estructuras de una central nuclear que actúa como barrera, junto con las varillas del combustible y la barrera de presión del refrigerante del reactor, para controlar la posible emisión de material radiactivo.

Texto: Ana Artigao Arteaga y Javier Heredero Ruiz | Área de Ingeniería de Sistemas (INSI)

 

La estructura del RC, incluidas las esclusas de acceso y las penetraciones, se diseña como una barrera esencialmente estanca, que impide la liberación incontrolada de radiactividad al medio ambiente. El RC debe resistir con un margen suficiente las condiciones calculadas de presión y temperatura que se producirían en caso de accidente por pérdida de refrigerante, sin exceder su tasa de fugas máxima permitida [1]. 

Para garantizar que no se supera la tasa de fugas máxima permitida, las centrales nucleares nacionales de tecnología americana cuentan con un programa de pruebas de tasas de fugas del RC, de acuerdo con el apéndice J del 10CFR50 de EE.UU. En cuanto a la central nuclear Trillo, de tecnología alemana, a las pruebas de fugas se aplican principalmente los requisitos de la normativa de dicho país. 

En el caso del apéndice J, las pruebas se clasifican en 3 tipos: A, B y C. Las pruebas tipo A son las conocidas como tasa de fugas integrada del RC (ILRT, por sus siglas en inglés), y las pruebas tipo B y tipo C como pruebas de tasa de fugas locales (LLRT). Las pruebas tipo B se aplican a posibles caminos de fuga del RC, como las penetraciones eléctricas, las penetraciones mecánicas sin válvulas o las esclusas de acceso. Las pruebas tipo C se aplican a las válvulas y las compuertas que aíslan la contención. Estas pruebas, realizadas en España por personal especializado de la empresa Westinghouse (anteriormente Tecnatom), se programan durante las paradas para recarga de combustible. 

La prueba de tipo A o ILRT se realiza como máximo cada diez años, si el comportamiento en las pruebas anteriores ha sido satisfactorio. La prueba consiste en presurizar el RC y medir las fugas según el decaimiento posterior de la presión, siendo el valor de fuga máxima permitida exigente. Para ello se utilizan sensores de presión, humedad y temperatura repartidos por el RC, y se sigue una metodología estadística de tratamiento de los datos, que se procesan en tiempo real.

La ILRT implica una logística de preparación considerable, supone un hito esencial en las recargas y su realización se extiende varios días, durante los que se ejecutan las cinco fases principales: presurización, estabilización, prueba, verificación y despresurización. Por su parte, las pruebas de tipo B y C (LLRT) se realizan en cada recarga a una parte de las válvulas de aislamiento y penetraciones del RC. La contabilidad de la suma total de fugas de todas las penetraciones se actualiza en cada recarga y tiene que ser inferior a una fracción de la fuga máxima permitida.Las LLRT se realizan como máximo cada diez años para las pruebas tipo B y cada 60 meses para las pruebas tipo C, si el comportamiento de las pruebas anteriores ha sido satisfactorio. Además, las LLRT se aplican en cada recarga a algunos componentes específicos y, adicionalmente, a los que se hayan intervenido mecánicamente, pudiendo haberse visto afectadas sus características de fugas, y a los que hayan presentado mal comportamiento en sus pruebas de fugas anteriores. 

Para tener una idea de la cantidad de pruebas que se realizan, una central nuclear PWR Westinghouse puede tener del orden de 80 penetraciones sujetas a las pruebas de tipo B y unas 200 válvulas sujetas a pruebas de tipo C.

Por su parte, en la central nuclear Trillo, la ILRT se ejecuta cada cuatro años, y la mayoría de pruebas de fugas locales de la contención en cada recarga, aunque debido a las características del diseño de esta central el número de pruebas de este tipo es considerablemente menor que en las centrales nucleares de tecnología americana. 

Por la relevancia de todas estas pruebas, el CSN, y en concreto las áreas de Ingeniería de Sistemas, de Ingeniería Mecánica y Estructural y de Gestión de Vida y Mantenimiento, así como la Inspección Residente, realizan una supervisión detallada de las mismas.