¿Por qué las centrales nucleares no utilizan el calor residual?

Answer 1

Esta es una buena pregunta. ¡Puede que tengas futuro en Ingeniería Mecánica!

Se puede solicitar a todas las centrales eléctricas, no solo a las centrales nucleares.

Cuando visitamos la pequeña planta de Madison Electric, el ingeniero nos dijo que su calor fue rechazado a 40 grados F en invierno, un gran volumen de agua para bajar la temperatura.

Básicamente, las centrales eléctricas gastan mucho dinero en cosas como torres de enfriamiento y condensadores para rechazar su calor a la temperatura más baja que sea económico alcanzar. Esto les permite generar la mayor cantidad de electricidad posible, para tener la mayor eficiencia eléctrica posible.

Las personas que impulsan proyectos de cogeneración a veces dicen que los sistemas son 100% eficientes ya que se utiliza todo el calor residual. Esto es falso o ignorante y las personas que dicen esto no están agregando al discurso público. Según su definición de eficiencia, no es nada difícil obtener eficiencias que superen el 100%, simplemente no tiene sentido.

Eso no quiere decir que la cogeneración sea una mala idea. Ciertamente tiene sentido a veces. Solo necesita ser evaluado sin engañar a las personas mediante el uso de varias definiciones de eficiencia.

El punto es que la termodinámica nos dice que solo se puede hacer una cierta cantidad de trabajo utilizando el flujo de calor de un depósito caliente a uno frío. Esta es la eficiencia del ciclo de Carnot y es un máximo teórico. Citar una eficiencia por encima de esto aleja la conversación de la ciencia.

Answer 2

Porque el calor residual está a una temperatura demasiado baja para ser muy útil. Algunos diseños de reactores más nuevos, en particular los tipos de combustible líquido, funcionarán a una temperatura lo suficientemente alta como para que el calor residual pueda ser útil para procesos industriales.

Answer 3

En el pequeño país de Dinamarca, todas las centrales eléctricas se utilizan para la calefacción urbana. (por supuesto, el agua pasa a través de algunos intercambiadores de calor, por lo que no es el agua de la planta de energía en la que se está duchando). Creo que la eficiencia aumenta a aproximadamente el 95% cuando se usa el calor residual, de aproximadamente el 50% cuando simplemente dejas ir el calor. Sin embargo, debería decirse que las centrales eléctricas en Dinamarca no funcionan con energía nuclear.

Parece bastante obvio usar el calor residual del agua que ya ha pasado por la turbina. ¡Todos usan agua caliente todo el tiempo, y en una central eléctrica hay mucha! No veo por qué todas las centrales eléctricas no utilizan el calor residual.

Answer 4

Si tuviéramos algo práctico para usar, ¡lo haríamos! Como una cuestión de hecho…..

Trabajo en una planta de energía nuclear en la costa del lago Michigan. En invierno, utilizamos parte de nuestra descarga para precalentar el agua que ingresa a nuestros sistemas de enfriamiento. Hacemos esto para evitar que se forme hielo, porque el lago puede caer a menos de 32 F (0 C) sin congelarse, hasta que golpea el metal. Este hielo puede y ha obstruido nuestras pantallas de escombros.

Pero, sinceramente, el agua que sale del condensador es de alrededor de 112 F. No hay mucho que pueda hacer económicamente con esa temperatura. Sé que se ha utilizado para calefacción radiante en lugares remotos a pequeña escala, pero eso es todo.

Answer 5

La verdadera razón por la que el calor residual de las armas nucleares no se usa mucho es porque nadie quiere una bomba nuclear en su patio trasero, por lo que cuando se construyen, se construyen lejos de lugares que podrían usar ese calor residual.

Si tuviera armas nucleares más seguras, podría colocarlas en ciudades o áreas industriales donde se podría utilizar ese calor residual. Pero mientras sigamos usando reactores enfriados por agua, siempre habrá un peligro persistente de que podamos tener otro TMI o Chernobyl o Fukushima. Necesitamos ir a LFTR para obtener ese tipo de seguridad.

PD: Si alguien construyera una bomba nuclear en mi patio trasero, estaría feliz de tener ese calor residual disponible para mí. Mucho mejor para el medio ambiente que quemar carbón, petróleo y gas natural.

Answer 6

Debido a que la mayoría de ellos no se encuentran en lugares donde el agua caliente es útil para la calefacción urbana y similares, y obtener la aprobación regulatoria para usarlo sería una molestia.

Answer 7

En realidad se está haciendo! No que yo sepa en materia nuclear, pero Cory Potash en Saskatchewan recupera el calor de su proceso para operar un invernadero.