Estudio termodinámico del calor residual de un reactor nuclear de alta temperatura para analizar su viabilidad en procesos de cogeneración.

Santillan Rodríguez, Aura
Valle Hernández, Julio
Escalante, José Alberto

2015

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El trabajo presenta el estudio termodinámico de una central nucleoeléctrica de alta temperatura a turbina de gas (GTHTR300), para estimar el calor residual aprovechable en un proceso de desalinización de agua de mar. Una de las energías sustentables más estudiada y viable para la producción de electricidad, sin la emisión de gases de efecto invernadero, es la energía nuclear. Las centrales nucleares de cuarta generación presentan mayores ventajas que las centrales actualmente instaladas, estas ventajas tienen que ver principalmente con la seguridad, el incremento en las eficiencias y la factibilidad para ser acopladas a procesos de cogeneración eléctrica. En el presente trabajo se realiza el estudio termodinámico de una central nucleoeléctrica tipo GTHTR300, la cual se ha seleccionado por tener mayores eficiencias y contar con las condiciones óptimas para su utilización en procesos de cogeneración eléctrica, debido a las altas temperaturas de operación, que se encuentran entre los 700 – 950 °C. El objetivo del estudio es determinar las pérdidas de calor y el trabajo realizado en cada una de las etapas del sistema, determinando donde se encuentran las mayores pérdidas y analizando en que procesos pueden ser aprovechadas. En base al estudio se determinó que la mayoría de las pérdidas de energía se encuentra en forma de calor, en los enfriadores, y generalmente éste es emitido a la atmosfera sin ser utilizado. A partir de los resultados se propone un proceso de desalinización de agua de mar como proceso de cogeneración eléctrica. En el trabajo se realiza una breve descripción del funcionamiento de la central nucleoeléctrica, enfocándonos en las condiciones de operación y las características termodinámicas para la implementación del proceso de cogeneración eléctrica, se desarrolla un análisis termodinámico, basado en balances de masa y energía. Los resultados permiten cuantificar las pérdidas de energía térmica y determinar la sección más óptima para el acoplamiento del reactor con el proceso de desalinización, buscando tener una mayor eficiencia global.

Artículo presentado en el XXVI Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana. XIV Congreso Nacional de la Sociedad Mexicana de Seguridad Radiológica. Puerto Vallarta, Jalisco, México, del 5 al 8 de julio de 2015.

Centrales Nucleares; Reactores Nucleares; Energía Nuclear; Producción de Energía; GTHTR300; Pérdidas de Energía;