¿Cómo los reactores nucleares en los submarinos manejan el agua del mar con el tiempo?

Answer 1

La respuesta a su pregunta es esencialmente que el núcleo del reactor nunca recibe agua de mar, excepto como último recurso en una grave emergencia.

La razón es que el agua de mar contiene una gran cantidad de elementos, incluida la sal, que destruiría los componentes internos del reactor y los cubriría con todo tipo de suciedad, básicamente enderezándolos.

El núcleo del reactor, en cambio, se enfría usando agua tratada químicamente para contener solo los elementos que podrían agregarse por razones de corrosión o control de reactividad. Estamos hablando de agua que podría mantenerse bajo una presión inmensa, ciertamente algunos PWR comerciales pueden funcionar a 60-70 atmósferas de presión, y con una temperatura de salida de alrededor de 300 grados centígrados. A esta temperatura, el agua sola es lo suficientemente corrosiva.

Como tal, este refrigerante de agua que se mantiene dentro de un circuito de refrigerante primario sellado y circula constantemente. En la entrada, el refrigerante será de alrededor de 250 grados +, el agua pasará a través de los canales de enfriamiento en el núcleo y saldrá a una temperatura de 300 grados o más.

Luego, esta agua pasa a través de un intercambiador de calor y se usa para calentar otro circuito sellado a partir del cual se puede generar vapor para conducir el eje de transmisión al que está unida la hélice.

Solo si se hubiera perdido el inventario de refrigerante del reactor (debido a una fuga de circuito de refrigerante o incluso daños de batalla), que amenazaba con provocar una fusión, se abrirían las válvulas de emergencia y se admitiría agua de mar en el recipiente a presión en un intento de proporcionar enfriamiento . Guardaría el recipiente en sí, pero el reactor, su núcleo y combustible, además de su circuito de enfriamiento, y el intercambiador de calor se anularían permanentemente.

Answer 2

Los reactores nucleares nunca están expuestos al agua salada. Están sellados dentro del casco del submarino y luego un recipiente a presión adicional para los propios reactores. Si necesitaran agregar agua para enfriar los reactores, usarían la electricidad que los reactores producen para desalinizar y purificar el agua, tal como lo hacen para beber agua para los marineros.

Answer 3

Supongo que está pensando que los reactores nucleares en los submarinos están expuestos al agua de mar y están preocupados por la corrosión o algo por el estilo. Hasta donde sé, la única vez que un reactor submarino estaría expuesto al agua de mar es en caso de un desastre.

Solo puedo hablar con seguridad sobre los reactores nucleares de la Marina de los EE. UU., Pero apuesto a que los reactores rusos son similares, porque de lo contrario sería … inusual. Pero ya me he encontrado con la inusual idea del diseño soviético una vez este mes (¿por qué no podrían reiniciarse los reactores rápidos de plomo / bismuto líquido submarino soviéticos si se solidifican?), Por lo que mi confianza se ve sacudida.

Aquí hay un diagrama que copié que es similar a los sistemas de reactores submarinos con los que estoy familiarizado. Si está leyendo esta respuesta, supongo que está interesado en la energía nuclear y los buques / submarinos. Este diagrama proviene de un artículo bastante interesante que cubrió la historia y el futuro de la energía nuclear a flote que recomiendo a su atención; ver: Naves de propulsión nuclear)

En mi submarino, el agua que circulaba a través del núcleo del reactor, dentro del “circuito primario” (etiquetado como “circuito primario” en el diagrama anterior) era sobre el agua más pura que jamás haya visto … destilada y desionizada. En el circuito primario, se bombeaba agua al reactor, pero no hervía (porque nuestros reactores son Reactores de Agua a Presión – PWR) y luego circulan a un generador de Vapor (un gran intercambiador de calor, donde el agua a presión se bombea a través de un tubo paquete) luego a través de las bombas y de vuelta al reactor. Luego está el circuito secundario, donde se bombea agua al lado de la carcasa del generador de vapor (fuera del haz de tubos) a una presión mucho más baja, de modo que el calor se transfiere desde el lazo primario a través de las paredes de los tubos del haz de tubos. hace que el agua hierva, formando vapor que se envía a las turbinas que giran para hacer cosas como conducir la hélice o un generador eléctrico. El vapor que sale de las turbinas se condensa de nuevo en agua en el lado de la carcasa de un condensador (otro intercambiador de calor), y luego se bombea nuevamente a los generadores de vapor para repetir el proceso. El agua de mar se bombea a través de tubos en el condensador para eliminar el calor residual del vapor de escape de las turbinas. Por lo tanto, para que el agua de mar llegue al reactor, primero debe haber una fuga en el condensador.

El agua condensada (condensado) que se bombea fuera del condensador también es normalmente muy pura, y se controla constantemente la salinidad, para detectar cualquier indicio de fuga de agua de mar en el sistema de condensado. Si hay fugas de agua salada en el sistema de condensado, se pueden tomar medidas para reparar la fuga durante el mantenimiento. El agua salada en el condensado todavía no puede entrar en el circuito primario, porque el circuito primario está a una presión mucho más alta que el circuito secundario. Entonces, como ve, en el esquema ordinario de las cosas, el agua de mar no tiene mucho que ver con un reactor nuclear en un submarino, aparte de ser un cuerpo frío al que se puede transferir el calor residual.

Por supuesto, en el caso de un desastre en el que se rompe el casco del submarino y se hunde … entonces la tripulación está más allá de preocuparse por cómo el reactor hace frente a la exposición al agua de mar … Y el reactor ya no funciona de todos modos.