Revista de Ingeniería Mecánica Aplicada

Abstracto

Programa de vigilancia y control de materiales de recipientes a presión de reactores gestionable: flexible y adaptable a las innovaciones

Krasikov E

Como principal barrera contra la radiactividad, el recipiente de presión del reactor (RPV) es un componente clave en términos de seguridad y de prolongación de la vida útil del reactor de agua ligera (LWR). El programa de vigilancia (SP) exige predecir con antelación las características de los materiales del RPV de forma conservadora para garantizar la integridad estructural del RPV sin ningún compromiso. Un defecto general de los SP existentes es la imposibilidad de cambiarlos y desarrollarlos durante el funcionamiento del reactor (30, 60 e incluso más años). Hasta el día de hoy, el enfoque se basa en una nomenclatura inicial rígida de las muestras de vigilancia instaladas en cápsulas. Por lo tanto, es prácticamente imposible cambiar nada en el SP durante la vida útil del RPV. El principio anacrónico de anticipación, durante algunas décadas de fabricación e instalación anticipadas en el recipiente del reactor de los conjuntos de muestras de vigilancia (SS) contradice la solicitud de desarrollo de tecnologías de monitoreo innovadoras del RPV durante el funcionamiento a largo plazo. Además, existe una deficiencia de portabilidad del SP en relación con las condiciones de la irradiación del RPV durante el funcionamiento. Lo más importante es la discrepancia entre la condición térmica real de la pared del RPV y la temperatura de irradiación de las SS. Este hecho lleva implícito un elemento de falta de conservadurismo en el sistema de control. Lo ideal es que el metal de vigilancia se irradie en contacto con el refrigerante. La colocación del metal en cápsulas perforadas que se encuentran inmediatamente en agua corriente proporciona la temperatura de irradiación mínima y, por lo tanto, garantiza la obtención de los datos más conservadores sobre las propiedades mecánicas del metal de RPV. Está claro que en este caso no hay necesidad de monitores de temperatura. Además, hoy en día no existe una confianza absoluta en la integridad de las cápsulas de acero inoxidable durante el funcionamiento de RPV. En caso de despresurización de la cápsula, se producen daños en las SS. Al mismo tiempo, en la realidad es imposible excluir el agrietamiento asistido por el medio ambiente de los componentes de acero inoxidable del circuito primario durante 60 años o más de funcionamiento. El metal de vigilancia que entra en contacto con el agua en cápsulas perforadas emula la aparición de la reacción de corrosión metal-agua de RPV como resultado del posible agrietamiento del revestimiento y la interacción hidrógeno (como producto de corrosión)-metal. Por lo tanto, para los materiales susceptibles a la fragilización por hidrógeno, el grado de conservadurismo de SP aumenta. Sugerimos mejorar los SP de los LWR mediante la transición de los SP «duros» existentes a SP «flexibles» y manejables (MSP) que darían la posibilidad de adaptar los SP a los requisitos del tiempo y fortalecerían el potencial técnico y científico de los investigadores en el futuro. Por lo tanto, creemos que no tiene sentido dejar el nivel actual de conocimiento y tecnología en un estado congelado para la próxima generación de investigadores. Por lo tanto, para los nuevos LWR con una vida útil de 60 años o más, proponemos pasar de los SS de nomenclatura rutinaria a MSP, es decir, conjuntos de cupones de materiales de archivo colocados en contenedores no herméticos y enfriados directamente con agua corriente.Proporciona una perspectiva, en caso de necesidad, de poner en práctica un MSP innovador que tenga en cuenta los estándares de seguridad más avanzados, el progreso técnico y el nivel actual de ciencia y tecnología. En apoyo de la concepción del MSP antes mencionado, se está ejecutando una versión prototipo del MSP de cinco años de duración en un reactor de agua ligera comercial en funcionamiento.