VVER

Esquema de un reactor VVER-1000:
1 - barras de control
2 - cubierta del reactor
3 - chasis del reactor
4 - tuberías de entrada y salida
5 - núcleo del reactor
6 - zona activa del reactor
7 - barras de combustible.

Las siglas VVER o WWER hacen referencia a un reactor nuclear de agua presurizada (PWR por sus siglas en inglés) desarrollados en la antigua Unión Soviética y la actual Rusia. VVER es la transcripción del acrónimo ruso ВВЭР (Водо-водяной энергетический реактор, Reactor Energético de Agua-Agua). Dicho nombre se deriva del hecho de que el agua funciona tanto como refrigerante como moderador de neutrones.

Los VVER han sido diseñados por el Instituto Kurchatov y el OKB Gidopress mientras que la construcción corre a cargo de Izhorsky Zavod y Аtomeiegoproekt. De su exportación se encarga Atomstroyexport.

Los VVER tienen un coeficiente de vacío negativo que convierte al reactor en intrínsecamente seguro: en el caso de se perdiese refrigerante el efecto moderador también disminuye, lo cual produce una disminución de potencia que compensa la pérdida de refrigerante.

El combustible, óxido de uranio (U2O), está ligeramente enriquecido (alrededor del 2,4 - 4,4% de U-235), compactado en pastillas y ensamblado en las barras de combustible. Estas barras de combustible se sumergen totalmente en agua la cual se mantiene bajo elevada presión de modo que no pueda hervir. Todo el reactor está ensamblado en una armazón a presión de acero macizo.

Existen VVER en funcionamiento o construcción en Armenia, Bulgaria, China, Eslovaquia, Finlandia, Hungría, India, Irán, la República Checa, Rusia y Ucrania.

Las Armadas Soviética y Rusa adaptaron reactores PWR para sus submarinos y barcos de superficie, si bien no reciben de nombre "VVER".

Vista general de la central nuclear de Temelin (República Checa), con 2 VVER-1000 V-320.

Aspectos generales

Control de la reacción

La intensidad de la reacción nuclear está controlada por barras de control que pueden ser introducidas en el reactor desde la parte superior. Estas barras están hechas de un material que absorbe los neutrones y, al introducirse, obstaculizan la reacción en cadena. En caso de emergencia se activa el SCRAM para que estas barras de control se inserten totalmente en el núcleo, deteniendo así la reacción.

Refrigeración

Esquema de un PWR:
1. Edificio del reactor
2. Torre de refrigeración
3. Reactor
4. Barras de control
5. Presionador
6. Generador de vapor
7. Combustible
8. Turbina
9. Generador
10. Transformador
11. Condensador
12. Vapor de agua (rojo)
13. Agua caliente (azul oscuro)
14. Aire
15. Aire (húmedo)
16. Río, lago o mar
17. Circuito de refrigeración
18. Circuito primario
19. Circuito secundario
20. Columnas de agua condensada

Los VVERs constan de tres circuitos de refrigeración: primario, secundario y terciario. Por seguridad, los componentes son redundantes.

  • Circuito de enfriamiento primario: Como se ha indicado el agua en este circuito se mantiene a presión elevada para evitar que hierva. Debido a que esta agua se vuelve radiactiva no debe entrar en contacto con el exterior. En este circuito se pueden distinguir cuatro módulos diferentes:
    • Reactor: el agua fluye a través de las fundas de las barras de combustible, retirando el calor producido por la reacción nuclear en cadena.
    • Presionador: regula la presión del agua mediante calentamiento eléctrico y válvulas de purga.
    • Generador de vapor (o intercambiador de calor): a través de él, pero sin llegar a tocarse, el agua del circuito primario entra en contacto con la del circuito secundario, haciendo que hierva.
    • bomba: asegura la adecuada circulación de agua a través del circuito.
  • Circuito de enfriamiento secundario y obtención de electricidad: Consta de agua no radiactiva y es cerrado.
    • Generador de vapor (o intercambiador de calor): el agua se lleva a la ebullición con el calor que se retira del circuito primario. Antes de la salida el agua restante es separada del vapor, de tal forma que éste sea seco.
    • Turbina: el vapor expandido mueve la turbina, la cual está conectada al generador eléctrico. La turbina está dividida en dos partes: de alta y de baja presión. Para evitar la condensación (las gotitas de agua a alta velocidad estropearían las palas de la turbina) el vapor se recalienta entre las secciones. Para incrementar la eficiencia del proceso, el vapor de la turbina es conducido recalentado antes del desaireador y del generador de vapor.
    • Condensador: el vapor es enfriado mediante aporte de agua fría del exterior, condensándose para devolverlo al estado líquido.
    • Desaireador: retira los gases del refrigerante.
    • Bomba: las bombas de circulación están movidas mediante pequeñas turbinas de vapor, dependientes de las mismas.
  • Circuito de enfriamiento terciario: Se trata de un circuito abierto al exterior, del cual se toma agua para refrigerar el circuito secundario. El agua de este circuito proviene de un reservorio ( lago, río, embalse o mar).
    • Condensador: su función es hacer que el vapor del circuito secundario se enfríe y transforme en agua líquida.
    • Bomba: una serie de bombas de agua aseguran el flujo del líquido.
    • Torres de refrigeración: para evitar que el agua vuelva demasiado caliente al medio natural se la deja enfriar en las torres de refrigeración, que emiten característicos penachos de vapor. Cada reactor VVER tiene dos torres de refrigeración, como es habitual en los diseños rusos.

Seguridad

Los dos VVER-440 de Loviisa (Finlandia) son los únicos de su familia que cuentan con un edificio de contención que cumple con los estándares occidentales.

Al igual que los reactores de diseño occidental, los VVER siguen la estrategia de defensa en profundidad para evitar el escape de material radioactivo. Para ello están dotados de diversas barreras de seguridad:

  • Pastillas de combustible: tanto el combustible nuclear como los residuos radiactivos generados están retenidos dentro de la estructura cristalina de las pastillas de combustible.
  • Barras de combustible: las pastillas están colocadas en tubos de zircaloy, resistentes al calor y a la alta presión.
  • Armazón del reactor: cierra herméticamente el conjunto de combustible.
  • Muro de contención: construcción de hormigón que envuelve por completo el reactor y el primer circuito. No obstante se considera que en los modelos antiguos este no es suficientemente resistente como para resistir una gran explosión interna o defender al reactor de ataques exteriores como pudiera suponer el que un avión se estrellase sobre él.

Se suele comentar que los reactores rusos son más inseguros que los occidentales, no obstante más que de inferior calidad se trata más bien de que obedecen a criterios diferentes. A pesar de eso la cultura de seguridad fue muy inferior hasta el accidente de Chernobyl. Los VVER más modernos cumplen con los mismos requisitos de seguridad que los occidentales.

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