O que é um pressurizador?
Um pressurizador é um grande tanque cilíndrico instalado dentro de um sistema de refrigeração de reator de água pressurizada. Seu principal objetivo é controlar a pressão do refrigerante do sistema primário, além de ser utilizado para detecção do nível de água e como um dispositivo de alívio de pressão.
Partes do Pressurizador Nuclear
Como funciona um pressurizador?
O refrigerante primário pode ser aquecido pelo reator ou por aquecedores elétricos na base do pressurizador. Quando a temperatura do refrigerante primário aumenta, seu volume se expande. Essa expansão também ocorre dentro do pressurizador, pois ele está conectado ao sistema de refrigerante primário através de uma linha de surto. A expansão térmica do refrigerante primário faz com que o vapor no topo do pressurizador seja comprimido, resultando no aumento da pressão do sistema.
A pressão do sistema pode ser reduzida ao borrifar água relativamente fria no pressurizador através de um bico de spray. Isso faz com que o vapor dentro do pressurizador condense, assim reduzindo seu volume e diminuindo a pressão do sistema de refrigerante primário.
Pressurizadores são componentes críticos de segurança dentro de uma usina de energia PWR, pois mantêm o refrigerante primário em estado líquido, assim reduzindo a probabilidade de superaquecimento do núcleo do reator.
Pressurizadores Dinâmicos e Estáticos
A pressão no circuito primário de um reator de água pressurizada (PWR) é mantida por um pressurizador. Pressurizadores podem ser estáticos ou dinâmicos; este modelo 3D representa um pressurizador dinâmico. Um pressurizador dinâmico desempenha as seguintes funções.
- Manter a pressão de um sistema acima de seu ponto de saturação.
- Fornecer um meio de controlar a expansão e contração do fluido do sistema.
- Fornecer um meio de controlar a pressão de um sistema.
- Fornecer um meio de remover gases dissolvidos do sistema ventilando o espaço de vapor do pressurizador.
Quais são as principais partes de um pressurizador nuclear?
Vaso
O pressurizador fornece um ponto no sistema do reator onde líquido e vapor podem ser mantidos em equilíbrio sob condições saturadas, para fins de controle. Embora os projetos variem de instalação para instalação, um pressurizador típico é projetado para um máximo de cerca de 2.500 psi (≈172 bar) e 680°F (≈360°C). As cabeças hemisféricas superior e inferior do pressurizador são geralmente construídas de aço carbono, com revestimento de aço inoxidável austenítico em todas as superfícies expostas ao sistema de água do reator.
Vent
Um vent é usado para remover gases dissolvidos do sistema; um desareador desempenha função semelhante em um circuito de água de alimentação de caldeira. Embora muitos gases dissolvidos sejam ventilados do pressurizador, a remoção de oxigênio e dióxido de carbono é de maior importância. O oxigênio torna a água corrosiva, enquanto o dióxido de carbono reduz o pH da água, tornando-a mais ácida e, portanto, mais corrosiva.
Bico de Spray
A pressão dentro do pressurizador é reduzida usando um bico de spray. Um bico de spray é um dispositivo localizado no topo do pressurizador; ele é usado para atomizar a água que entra da perna fria. Borrifar água fria no pressurizador reduz a temperatura da água dentro do pressurizador e faz com que parte do vapor condense, resultando em uma redução da pressão do sistema.
Difusor de Surto
Um difusor de surto é instalado na base do pressurizador. A água descarregada do pressurizador passa pela linha de surto e entra no circuito primário.
Conjunto de Aquecedores Elétricos
Aquecedores elétricos são usados para aquecer a água dentro do pressurizador. Quando a água atinge sua temperatura de saturação, ela começa a ferver. A água em ebulição preenche o espaço vazio acima do nível normal de operação da água, criando um ambiente saturado de água e vapor. A temperatura da água determina a quantidade de pressão desenvolvida no espaço de vapor, quanto mais tempo os aquecedores estiverem ligados, mais quente o ambiente se torna. Quanto mais quente o ambiente, maior a quantidade de pressão.
Bico de Detecção de Nível
Sensores de nível são instalados em vários pontos no vaso do pressurizador. O monitoramento em tempo real do nível de água do pressurizador garante que o pessoal seja imediatamente alertado caso o nível de água do pressurizador diminua. Neste modelo 3D, o sensor de nível seria montado nesta localização, e na mesma localização mais abaixo na carcaça do pressurizador.
Válvula de Alívio
Um pressurizador controla a pressão do sistema de água de resfriamento e atua como um dispositivo de alívio de pressão para o sistema. Uma válvula de alívio operada por piloto (PORV) é instalada no topo do pressurizador. Se a pressão do sistema aumentar acima de um ponto de ajuste determinado, a PORV abre e o vapor é descarregado para um tanque de alívio. Um dispositivo de alívio secundário (geralmente um disco de ruptura) é fornecido como uma medida de segurança adicional.
Nível Normal de Operação da Água (NOWL)
O pressurizador está localizado mais alto do que outros vasos de pressão de água de resfriamento do reator. É o único vaso que não está completamente inundado com água de resfriamento. Como o pressurizador tem um nível normal de operação da água, ele pode ser medido para fornecer um aviso antecipado caso o nível de refrigerante do reator diminua.
Recursos Adicionais
https://en.wikipedia.org/wiki/Pressurizer
https://www.nuclear-power.net/pressurizer
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/pressuriser