El reactor BN-1200 es un proyecto de reactor reproductor rápido refrigerado por sodio , en desarrollo por OKBM Afrikantov en Zarechny , Rusia. El BN-1200 se basa en el anterior BN-600 y especialmente en el BN-800 , con el que comparte una serie de características. El nombre del reactor proviene de su potencia eléctrica, nominalmente 1220 MWe.
BN-1200 | |
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Generacion | Generación IV |
Concepto de reactor | Reactor reproductor rápido |
Estado | Planificado / Concepto |
Principales parámetros del núcleo del reactor. | |
Combustible ( material fisionable ) | Desconocido |
Espectro de energía de neutrones | Rápido |
Refrigerante primario | Sodio líquido |
Uso del reactor | |
Energía (térmica) | 2900 MW th |
Energía (eléctrica) | 1220 MW e brutos |
Originalmente, parte de un plan de expansión agresivo que incluía hasta ocho BN-Reactores que comenzaron a construirse en 2012, los planes para el BN-1200 se redujeron repetidamente hasta que solo se ordenaron dos. El primero fue comenzar la construcción en la planta de energía nuclear de Beloyarsk en 2015, con la puesta en servicio inicial en 2017, seguida de una segunda unidad en la misma ubicación. Una posible nueva estación conocida como South Ural albergaría otros dos BN-1200 en algún momento futuro.
En 2015, después de varios retrasos menores, los problemas en el BN-800 recientemente completado indicaron que se necesitaba un rediseño. La construcción del BN-1200 se puso en "suspensión indefinida", [1] y Rosenergoatom ha declarado que no se tomará ninguna decisión de continuar antes de 2019 [2].
Fondo
Los reactores rápidos de la serie BN utilizan un núcleo que funciona con combustibles enriquecidos como uranio o plutonio altamente enriquecido (80%) o, al menos, medio (20%) . Este diseño produce muchos neutrones que pueden escapar del área del núcleo debido a su geometría básica y los detalles del ciclo operativo. Estos neutrones se utilizan luego para crear reacciones adicionales en un "manto" de material, normalmente uranio o torio natural o incluso empobrecido , donde se forman respectivamente nuevos átomos de plutonio o uranio 233. Estos átomos tienen un comportamiento químico diferente y se pueden extraer del material de la capa mediante un reprocesamiento básico. El plutonio metálico resultante puede luego mezclarse con otros combustibles y usarse en diseños de reactores convencionales.
Para que la reacción de reproducción sea positiva y produzca más combustible del que utiliza, los neutrones liberados del núcleo deben retener la mayor cantidad de energía posible. Además, como el núcleo es muy compacto, las cargas de calentamiento son muy elevadas. Ambos requisitos conducen al uso de sodio líquido como refrigerante, ya que es un excelente conductor de calor y, además, es en gran parte transparente a los neutrones. El sodio también es altamente inflamable y se necesita un diseño cuidadoso para construir un circuito de enfriamiento primario que se pueda operar de manera segura, aunque los incendios de sodio en el aire no son de naturaleza muy energética. Los diseños alternativos usan plomo.
Aunque el plutonio producido por los criadores es útil para las armas, existen diseños más tradicionales, en particular el reactor moderado por grafito, que generan plutonio más fácilmente. Sin embargo, estos diseños operan deliberadamente a bajos niveles de energía por razones de seguridad y no son útiles para la generación eléctrica económica. Es la capacidad del obtentor de producir más combustible nuevo del que se gastó y al mismo tiempo producir electricidad lo que lo hace económicamente interesante. Sin embargo, hasta la fecha, el bajo costo del combustible de uranio lo ha hecho poco atractivo. [ cita requerida ]
Historia
Diseños anteriores
Los sucesivos gobiernos soviético y ruso han estado experimentando con criadores desde la década de 1960. En 1973 se construyó el primer prototipo de reactor generador de energía, el reactor BN-350 , que operó con éxito hasta 1999. Este reactor sufrió una serie casi continua de incendios en su refrigerante de sodio, pero debido a sus características de seguridad estos fueron contenidos . La experiencia adquirida con el BN-350 llevó a un diseño algo más grande, el reactor BN-600 , que entró en funcionamiento en 1980 y continúa funcionando hasta el día de hoy (a partir de 2019[actualizar]).
El diseño de una planta más grande con el objetivo explícito de la producción económica de combustible comenzó en 1983 como el reactor BN-800 , y la construcción comenzó en 1984. Para entonces, el Superphénix francés había comenzado recientemente a operar. El Super Phenix tuvo varios problemas de inicio y tomó algún tiempo para alcanzar la confiabilidad operativa. Una caída en los precios del uranio se sumó a las preocupaciones, haciendo que el concepto de mejoramiento sea económicamente inviable. El desastre de Chernobyl en 1986 hizo que se detuviera la construcción hasta que se pudieran agregar nuevos sistemas de seguridad.
El BN-800 se sometió a un rediseño mayor en 1987 y uno menor en 1993, pero la construcción no se reinició hasta 2006. El reactor no alcanzó la criticidad hasta 2014, y los avances posteriores se detuvieron debido a problemas con el diseño del combustible. Se reinició en 2015 y alcanzó su máxima potencia en agosto de 2016, entrando en operación comercial.
Concepto de diseño
El concepto BN-1200 es esencialmente un diseño BN-800 más desarrollado con el doble objetivo de ser más atractivo económicamente y al mismo tiempo cumplir con los límites de seguridad del reactor de la Generación IV . Para mejorar la economía, utiliza un nuevo procedimiento de abastecimiento de combustible que es más simple que el de los diseños BN-600 y BN-800, y tiene una vida útil extendida de diseño de 60 años. Las mejoras de seguridad son la eliminación de las tuberías de sodio del circuito primario externo y una eliminación de calor de emergencia pasiva.
El diseño tiene una tasa de reproducción de 1,2 a 1,3–1,35 para el combustible mixto de óxido de uranio y plutonio y de 1,45 para el combustible de nitruro. El carburo de boro se utilizaría para el blindaje en el reactor. La potencia térmica debe ser nominal de 2900 MW con una potencia eléctrica de 1220 MW. La temperatura del refrigerante primario en el intercambiador de calor intermedio es de 550 ° C y en el generador de vapor de 527 ° C. Se espera que la eficiencia bruta sea del 42%, neto del 39%. Se prevé que sea un diseño de IV Generación y produzca electricidad a 0,65 RUR / kWh (2,23 centavos de dólar EE.UU. / kWh).
La Asociación Nuclear Mundial enumera el BN-1200 como un reactor comercial, en contraste con sus predecesores. [3] También se consideró un diseño aún más grande, el BN-1600, que era muy similar al BN-1200 en muchos aspectos.
Construcción planificada
Inicialmente, OKBM esperaba poner en servicio la primera unidad con combustible MOX en 2020, incorporando unidades adicionales hasta que se construyeran ocho (11 GWe de producción total) para 2030. [4] SPb AEP también afirma estar involucrado en el diseño. Rosenergoatom también consideró especialistas extranjeros en su diseño, con India y China particularmente mencionadas.
A principios de 2012, el Consejo de Ciencia y Tecnología de Rosatom aprobó la construcción de un reactor BN-1200 en la Central Nuclear de Beloyarsk . El diseño técnico estaba programado para completarse en 2013 y la fabricación de equipos comenzaría en 2014. La construcción comenzaría en 2015 con las primeras cargas de combustible en 2017 y la operación comercial completa ya en 2020. Una segunda unidad, ya sea BN-1200 o BN- 1600, seguiría, junto con la posibilidad de un reproductor BREST-300 enfriado con plomo. Estos planes fueron aprobados por el gobierno regional de Sverdlovsk en junio de 2012. [5]
Estado actual: en espera, mejoras de diseño en curso
La construcción del diseño de caja BN-1200 se mejorará para alcanzar una economía "comparable a la del VVER-1200". En la medida en que se certifiquen las mejoras de diseño, no se tomará ninguna decisión para comenzar la construcción hasta 2019. [2] [ necesita actualización ]
Un total de dos BN-1200 permanece en el plan maestro de Rusia para la construcción nuclear, que incluye otros nueve reactores de otros tipos. Este informe sugiere un BN-1200 en dos ubicaciones, Beloyarsk y Urales del Sur. El resto es una mezcla de VVER-600 y VVER-TOI . [6]
Ver también
- Reactor BN-350
- Reactor BN-600 : un reactor reproductor rápido ruso refrigerado por sodio, en funcionamiento desde 1980
- Reactor BN-800: reactor nuclear ruso de reproducción rápida, en funcionamiento desde 2016
- Reactor de IV generación
Referencias
- ^ "Rusia pospone BN-1200 para mejorar el diseño de combustible" . Noticias nucleares mundiales. 16 de abril de 2015 . Consultado el 19 de abril de 2015 .
- ^ a b Dalton, David, ed. (22 de marzo de 2016). " ' Sin decisión' sobre Beloyarsk BN-1200 antes de 2019" . NucNet .
- ^ http://www.world-nuclear.org/info/Current-and-Future-Generation/Fast-Neutron-Reactors/#tablestyle
- ^ "Rusia apunta a 2030 para BN-1200" . noticias nucleares mundiales . 22 de julio de 2014.
- ^ Gran reactor rápido aprobado para Beloyarsk
- ^ "Rusia construirá 11 nuevos reactores nucleares para 2030" . noticias nucleares mundiales . 10 de agosto de 2016.
enlaces externos
- "Plantas reactoras" . Sitio web oficial . Archivado desde el original el 4 de agosto de 2018 . Consultado el 16 de marzo de 2019 .(Un posible enlace actualizado: reactores de neutrones rápidos )
- "Reactor de neutrones rápidos BN-1200" (PDF) .- en el pdf oficial de OKBM Afrikantov (en inglés)