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Tema: Desalación nuclear mediante reactores tipo PBMR

  1. #1
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    Predeterminado Desalación nuclear mediante reactores tipo PBMR

    Aquí dejo una cita referente a un proyecto fin de carrera muy interesante que he encontrado por la web que lleva a cabo un estudio técnico sobre el funcionamiento de una planta MED acoplada a un reactor de 4ª generación tipo PBMR para desalar agua. Creo que no se ha puesto aquí en el foro anteriormente.

    En sí, la idea es brillante. Un reactor nuclear que podría ser utilizado de dos formas:

    - Bien dedicado exclusivamente como fuente de energía para obtener agua desalada en masa.
    - O como parte de un sistema cogenerador: electricidad + agua desalada.

    Podéis ver todo el proyecto entero en el siguiente enlace. Extraigo sólo el Cap. 7: http://www.iit.upcomillas.es/pfc/res...93020283c2.pdf

    UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS
    ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

    PROYECTO FIN DE CARRERA
    ESTUDIO DEL ACOPLAMIENTO DE UNA PLANTA DE DESALACIÓN MED A UN REACTOR PBMR
    Autor: DUARDO BARROS MERINO
    MADRID, septiembre 2007

    [...]

    7.- ACOPLAMIENTO DE REACTORES NUCLEARES A SISTEMAS DE DESALACIÓN

    El reactor nuclear suministra energía a los sistemas de desalación bien en forma de calor (MSF o MED) o en forma de energía eléctrica / mecánica ( OI, MVC o MED / VC). Además de la energía básica para la desalación, todo proceso requiere electricidad para el bombeo y otros servicios auxiliares. La energía nuclear es utilizada para producir energía en 32 países, 444 plantas con una capacidad total de 372 GWe estaban en operación en Diciembre de 2005, y su participación en la producción mundial de electricidad era en torno al 17%. Unas pocas de estas plantas estaban siendo usadas para la cogeneración de agua caliente y / o vapor para sistemas de “district heating”, desalación de agua de mar y otros procesos industriales. La capacidad calorífica total de estas plantas es alrededor de 5GWt. Importantes experiencias en la cogeneración de electricidad y calor existen en Bulgaria, Canadá, Alemania, Hungría, Japón, Kazajstán, la Federación Rusa, Eslovaquia, Ucrania y los Estados Unidos de América.

    Las perspectivas de utilizar energía nuclear en la desalación del agua de mar en gran escala son atractivas, ya que se trata de un proceso de alto consumo energético. Como tal, el calor proveniente de un reactor nuclear y/o la electricidad generada por esas centrales pueden utilizarse en las instalaciones de desalación. La eficaz explotación de una central nuclear refrigerada por sodio (BN-350) en Aktau, Kazajstán ha demostrado la viabilidad técnica, el cumplimiento de los requisitos de seguridady la fiabilidad de esos reactores nucleares de cogeneración. Asimismo, a menor escala, Japón cuenta con unas diez instalaciones de desalación conectadas a reactores de agua a presión (PWR) que han funcionado satisfactoriamente.

    La implantación comercial a gran escala de la desalación nuclear dependerá principalmente de su competitividad económica frente a otras opciones de suministro energético, así como de la demanda del mercado en países donde las necesidades de agua y energía son más agudas.

    Para ampliar la experiencia operacional adquirida en Japón y Kazajstán, se prevé establecer nuevas plantas de desalación nuclear con fines de demostración en varios países. Por ejemplo, la República de Corea ha hecho progresos en el diseño de una planta de cogeneración de desalación nuclear que funciona junto con un reactor de 330 MW(t) denominado SMART, acoplado a una central PBMR. Rusia ha emprendido un proyecto de desalación nuclear utilizando una serie de unidades montadas sobre barcazas, conocidas como KLT-40C. La India se ha puesto a la vanguardia de la demostración de la desalación nuclear mediante el acoplamiento de nuevas instalaciones de desalación de MSF-OI a sus actuales reactores de agua pesada a presión de 170 MW(e) (PHWR). Ya han comenzado los trabajos de construcción en Kalpakkam, al sur de Chennai.

    En 1999, el OIEA inició un proyecto interregional de cooperación técnica denominado "Diseño de un sistema integrado de energía nucleoeléctrica y desalación nuclear", para facilitar la colaboración entre los poseedores de la tecnología y los posibles usuarios finales. El proyecto se propone ofrecer un foro para que los proveedores y posibles receptores de la tecnología puedan desarrollar conjuntamente conceptos integrados de desalación nuclear con miras a demostrar la viabilidad de esta técnica en lugares específicos. En este marco, Indonesia, Túnez, el Pakistán y el Irán han formulado solicitudes concretas de asistencia técnica para iniciar o planificar estudios de viabilidad en condiciones locales específicas. Algunos otros países en desarrollo, que prevén mayores problemas de energía y agua, también han manifestado un marcado interés en participar en el proyecto. Entre los posibles proveedores de tecnología que participan en las actividades internacionales de cooperación figuran la República de Corea, Rusia, Argentina, Canadá, Francia y China.

    De conformidad con esas actividades del OIEA, en varios países se planifican y evalúan proyectos de demostración destinados a demostrar la viabilidad del empleo de la energía nuclear para aplicaciones de desalación en condiciones específicas.

    En 1998, Marruecos, conjuntamente con China, terminó su estudio previo al proyecto utilizando un reactor de calor de 10 MW(t) que produce 8000 metros cúbicos diarios de agua potable mediante un proceso de destilación de efecto múltiple en Tan-Tan. En 1999, Egipto inició un estudio de viabilidad relacionado con una planta de cogeneración para generar electricidad y producir agua potable en El-Dabaa a lo largo dela costa del Mediterráneo.

    El Centro de Investigaciones Atómicas de Bhabha (BARC) se ha dedicado a la investigación y el desarrollo de la desalación desde los años setenta con el objetivo de aumentar las fuentes de agua en zonas donde ésta escasea. De esta manera, se han desarrollado en el país las tecnologías de evaporación instantánea en etapas múltiples (MSF)y la osmosis inversa (RO).

    A fin de utilizar ventajosamente la experiencia y los conocimientos especializados en diversos aspectos de la actividad de desalación, el BARC está tratando de establecer una planta de demostración híbrida MSF-RO, acoplada a las unidades de PHWR de 170 MW(e) que funcionan en la central atómica de Madras (MAPS), ubicada en Kalpakkam, en la India suroriental.

    El Proyecto de demostración de la desalación nuclear (NDDP) incluye una planta MSF de 4500 metros cúbicos diarios de capacidad y una planta RO de 1800 metros cúbicos diarios de capacidad, que en conjunto proporcionarían suficiente agua desalada para satisfacer dos necesidades: agua para uso industrial en la central nuclear y agua potable para la población de los alrededores. Los objetivos de la planta de demostración son:

    - Crear capacidad autóctona para el diseño y la fabricación, instalación y explotación de plantas de desalación nuclear.
    - Generar los insumos de diseño necesarios y parámetros de proceso óptimos para una planta de desalación nuclear en gran escala.
    - Servir de proyecto de demostración para los Estados Miembros interesados del OIEA, cuya participación es acogida con agrado.

    Para el despliegue en gran escala de la desalación nuclear, uno de los principales factores decisivos, aunque no el único, es la competitividad económica. La experiencia operacional de Kazajstán y el Japón quizás no sean un indicador convincente de la viabilidad económica en muchos países en desarrollo que ahora consideran la opción de la desalación nuclear. Es necesario demostrar con urgencia en más países la viabilidad económica en las condiciones locales. Eléxito de la puesta en servicio y el funcionamiento de la planta Kalpakkam en la India profundizarán la confianza técnica y económica en la desalación nuclear. Más importante aún es que la experiencia de funcionamiento y mantenimiento de la planta se compartirá con otros países interesados.

    7.1.- Descripciones técnicas de algunos aspectos del acoplamiento

    Las plantas de desalinización pueden estar acopladas a un reactor nuclear con una única intención o propósito o como un sistema cogenerador. En el primer caso, la energía es exclusivamente utilizada para el proceso de desalación, y el agua potable es el único producto obtenido. El reactor nuclear está enteramente dedicado a proporcionar energía para la desalación. En el caso de un sistema de cogeneración, solamente una parte de la energía es utilizada para desalar. Se produce electricidad y agua potable simultáneamente.

    Cuando un reactor nuclear utilizado para suministrar vapor para la desalación (acoplamiento térmico), el modo de acoplamiento tiene un importante impacto técnico y económico. El método óptimo de acoplamiento depende del tamaño y tipo de reactor, de las características específicas del proceso de desalación y valor de la generación de la electricidad como co-producto.

    7.1.1.- Planta desaladora acoplada eléctricamente a un reactor

    Los reactores de potencia son adecuados para procesos de desalación que requieren energía en forma de electricidad. Este es el caso de la bomba de alta presión en el proceso de ósmosis inversa (OI) y del compresor principal del proceso de compresión mecánico de vapor (MVC). El acoplamiento del reactor nuclear con la planta de desalación por OI o MVC es sencillo, se requiere solamente una conexión eléctrica. Este tipo de acoplamientos permite una cierta flexibilidad con respecto al emplazamiento y tamaño de la planta. Así, no es necesario que el reactor nuclear se encuentre en el mismo emplazamiento que la planta desaladora o en sus cercanías. Además como la conexión eléctrica es un punto de conexión exterior a ambas plantas, el riesgo de que se produzca contaminación radiactiva del agua producida es mínimo.

    No obstante, la localización del reactor nuclear y la planta desaladora en el mismo emplazamiento ofrece importantes ventajas. Por ejemplo ambas plantas pueden compartir estructuras de entrada / salida de agua de mar, instalaciones y personal. En estas condiciones la planta desaladora se denomina una “planta contigua”.

    En el funcionamiento del reactor, el agua de la rama fría es normalmente descargado al mar como calor residual. Si se tiene una planta desaladora contigua, es posible aprovechar este agua de mar caliente para alimentar la planta desaladora por osmosis inversa, así mejoramos el funcionamiento de la desaladora y aumentamos su rendimiento: el aumento de la temperatura de operación conduce a un mayor flujo a través de las membranas, lo que conduce a una mayor producción de agua potable con el misma área de membrana. Usando un pretratamiento apropiado en la alimentación, un diseño del sistema y técnicas de optimización adecuadas se consigue mejorar la eficiencia y los costes.

    7.1.2.- Planta desaladora acoplada térmicamente a un reactor

    En este tipo de acoplamiento, el vaporo agua caliente producido por el reactor es directamente suministrado a un proceso de desalación térmica. La electricidad requerida para el bombeo de agua y otros sistemas auxiliares debe ser suministrada por otra fuente, como por ejemplo la red eléctrica. Es deseable tener juntos el reactor nuclear y la planta desaladora para minimizar las pérdidas de calor y la longitud de las tuberías.

    En los reactores nucleares el vapor es generado a alta temperatura y presión, sin embargo para este tipo de acoplamiento se necesita vapor a baja temperatura o agua caliente. Los procesos de desalación térmicos tienen un límite superior para la temperatura que se encuentra alrededor de los 140ºC debido a la excesiva aparición de incrustaciones más allá de esta temperatura.

    7.1.3.- Plantas desaladoras acopladas a un reactor en cogeneración

    En el caso de tener un reactor nuclear que genere vapor y electricidad, el vapor puede ser extraído de un punto adecuado del circuito secundario para ser introducido en la planta desaladora (teniendo en cuenta los requerimientos de Tª y presión del proceso de desalación elegido). No obstante, las barreras de protección deben estar consideradas en cualquier modelo de acoplamiento para prevenir cualquier escape de radioactividad.

    Existen dos modelos de acoplamiento: en paralelo y en serie en función del punto en el que el vapor es extraído del reactor nuclear para alimentar el proceso de desalación. En el acoplamiento en paralelo, la electricidad es producida como un producto junto al agua potable. En este caso una parte del vapor de la turbina es utilizado para generar electricidad de una manera convencional y otra parte del vapor se utiliza en la planta desaladora. Esta configuración permite incrementar la flexibilidad en el uso de la energía. Sin embargo, el consumo total de energía sería el mismo que en el caso de que el vapor para la desalación y la electricidad hubieran sido producidos separadamente.

    En el acoplamiento serie, primero se produce la electricidad cuando el vapor se expande al atravesar una turbina con una elevada contrapresión y a continuación, dicho vapor, alimenta la planta desaladora. Este modelo proporciona un consumo menor de energía en comparación con el modelo en paralelo. Desde el punto de vista termodinámico, es útil convertir la mayoría de la entalpía del vapor en energía mecánica / eléctrica mediante un generador antes de usar el vapor como medio para proporcionar el calor necesario en el proceso de desalación. Aumentando la contrapresión de la turbina se aumenta la energía disponible para la planta desaladora pero se reduce la cantidad de energía generada.

    [...]
    Última edición por F. Lázaro; 01-abr-2015 a las 18:52
    PARQUE NACIONAL DE LOS OJOS DEL GUADIANA Y DE LAS TABLAS DE DAIMIEL ¡¡YA!!

    NORMAS DE USO DEL FORO http://foros.embalses.net/showthread.php?t=4867
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  3. #2
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    Uno de los problemas a los que se puede enfrentar ésta tecnología, además del coste que no lo conozco, es el tema "estético".
    Me explico. Hasta ahora una central nuclear en España, casi siempre se ha instalado en lugares con agua disponible para su refrigeración, y en lugares generalmente poco poblados.
    Pero en el caso que nos ocupa, se necesitaría instalar la central nuclear en zonas del arco mediterráneo y pegadas al mar, es decir, turísticas. ¿Como van a aceptar los municipios que viven del turismo, con una economía mucho más importante que la agricultura, una instalación nuclear? Qué municipios se sacrificarían por los demás?
    ¿No pensáis que es un serio problema para su desarrollo?

    Saludos. Miguel.
    “No, salir, sale por c*j*n*s... Porque el Plan Hidrológico o sale en esta legislatura o no sale nunca. Porque pasan dos cosas: que tenemos mayoría y hemos perdido en Aragón. Yo se lo digo ahora que va a ser así. Esta vez sale por narices...En diciembre sale de las Cortes y entra a tramitarse la ley, que va a ser un paseo militar. Tenga usted la seguridad que el presidente ha dicho en el Consejo de Ministros.-estando yo- que esto salía por hu*v*s." (Jumilla. Septiembre 00)......
    CAÑETE DIXIT

  4. #3
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    Cita Iniciado por NoRegistrado Ver Mensaje
    Pero en el caso que nos ocupa, se necesitaría instalar la central nuclear en zonas del arco mediterráneo y pegadas al mar, es decir, turísticas. ¿Como van a aceptar los municipios que viven del turismo, con una economía mucho más importante que la agricultura, una instalación nuclear? Qué municipios se sacrificarían por los demás?
    ¿No pensáis que es un serio problema para su desarrollo?

    Saludos. Miguel.
    Depende de como lo quieran aceptar los habitantes/turistas.

    Ahí está la CN de Vandellòs I y II, y no veo que afecte mucho precisamente al turismo en Cambrils, Salou, Tarragona, etc, y la tienen bien cerquita.

    Cierto es que gran parte de la costa levantina está cementada y enladrillada en su totalidad y se hace difícil encontrar zonas viables para ubicar un complejo de semejante índole, pero aun así hay sitios en los que perfectamente se podría instalar el complejo central nuclear - desaladora.

    Por ejemplo, entre Águilas y Mazarrón hay una zona muy buena para poder instalar una CN con 2 reactores y la desaladora. Mínimo 2 reactores por una razón muy simple: siempre habría uno en operación, que se dedicaría a desalar agua. Cuando los 2 reactores estuviesen en operación, uno de ellos seguiría produciendo agua dulce, y el otro se dedicaría a producción de energía eléctrica.

    Una CN con 2 EPR, serían como mínimo 4.500 MWt / 1.600 MWe de forma constante para desalar agua. Eso daría para obtener muchos Hm3.

    Instalando el complejo nuclear/desaladora en esa zona, se podría mandar agua a la zona de Lorca y Cartagena de forma constante.

    Y además, entre mantener la central y la desaladora, darían bastante trabajo, que falta hace.
    Última edición por F. Lázaro; 01-abr-2015 a las 21:29
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  6. #4
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    Por eso digo que sería por el tema estético. Ahora mismo a ver quien se queda el regalo. La mayor oposición vendría de los mismos alcaldes.

    Saludos. Miguel
    “No, salir, sale por c*j*n*s... Porque el Plan Hidrológico o sale en esta legislatura o no sale nunca. Porque pasan dos cosas: que tenemos mayoría y hemos perdido en Aragón. Yo se lo digo ahora que va a ser así. Esta vez sale por narices...En diciembre sale de las Cortes y entra a tramitarse la ley, que va a ser un paseo militar. Tenga usted la seguridad que el presidente ha dicho en el Consejo de Ministros.-estando yo- que esto salía por hu*v*s." (Jumilla. Septiembre 00)......
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  8. #5
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    Cuando los politicos se den cuenta de que la ética va delante de la estética habremos avanzado un mucho
    "Cuando el mundo esté preparado y una nueva vida renazca, gozarán de mis actuales descubrimientos"
    (Capitán Nemo. 20.000 leguas de viaje submarino. Julio Verne)

  9. #6
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    Otro punto clave es el coste.

    Saludos. Miguel.
    “No, salir, sale por c*j*n*s... Porque el Plan Hidrológico o sale en esta legislatura o no sale nunca. Porque pasan dos cosas: que tenemos mayoría y hemos perdido en Aragón. Yo se lo digo ahora que va a ser así. Esta vez sale por narices...En diciembre sale de las Cortes y entra a tramitarse la ley, que va a ser un paseo militar. Tenga usted la seguridad que el presidente ha dicho en el Consejo de Ministros.-estando yo- que esto salía por hu*v*s." (Jumilla. Septiembre 00)......
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  10. #7
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    Depende de como lo quieran aceptar los habitantes/turistas.

    Ahí está la CN de Vandellòs I y II, y no veo que afecte mucho precisamente al turismo en Cambrils, Salou, Tarragona, etc, y la tienen bien cerquita.

    Cierto es que gran parte de la costa levantina está cementada y enladrillada en su totalidad y se hace difícil encontrar zonas viables para ubicar un complejo de semejante índole, pero aun así hay sitios en los que perfectamente se podría instalar el complejo central nuclear - desaladora.

    Por ejemplo, entre Águilas y Mazarrón hay una zona muy buena para poder instalar una CN con 2 reactores y la desaladora. Mínimo 2 reactores por una razón muy simple: siempre habría uno en operación, que se dedicaría a desalar agua. Cuando los 2 reactores estuviesen en operación, uno de ellos seguiría produciendo agua dulce, y el otro se dedicaría a producción de energía eléctrica.

    Una CN con 2 EPR, serían como mínimo 4.500 MWt / 1.600 MWe de forma constante para desalar agua. Eso daría para obtener muchos Hm3.

    Instalando el complejo nuclear/desaladora en esa zona, se podría mandar agua a la zona de Lorca y Cartagena de forma constante.

    Y además, entre mantener la central y la desaladora, darían bastante trabajo, que falta hace.
    Yo recordaba algo de aquellos años. Ya se planteó algo en Águilas. Vamos, que existió un proyecto de CN en Águilas:

    En 1974 se paralizó el proyecto de construcción de una central en Águilas, Cope, provincia de Murcia. Hubo bastante oposición vecinal y de ecologistas contrarios a su instalación. El 23 de febrero de 1974, el jefe de Protección Civil de la región presentó un escrito en el que alegaba que Marina de Cope era una zona de riesgo sísmico por lo que el proyecto fue definitivamente paralizado. Pasados 37 años, el 11 de mayo de 2011, se produjo -a 20 kilómetros del lugar previsto para la ubicación de la central- el terremoto de Lorca de 2011 suceso que confirmaría dramáticamente el riesgo sísmico de la zona.23 24
    http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C...en_Espa%C3%B1a

    Tuvo bastante oposición entonces que era un pueblo más pequeño y menos importante que ahora... Por no hablar del riesgo sísmico.

    Saludos. Miguel.
    Última edición por NoRegistrado; 21-abr-2015 a las 19:10 Razón: Rectificación retirando "pueblaco" por susceptibilidades diversas
    “No, salir, sale por c*j*n*s... Porque el Plan Hidrológico o sale en esta legislatura o no sale nunca. Porque pasan dos cosas: que tenemos mayoría y hemos perdido en Aragón. Yo se lo digo ahora que va a ser así. Esta vez sale por narices...En diciembre sale de las Cortes y entra a tramitarse la ley, que va a ser un paseo militar. Tenga usted la seguridad que el presidente ha dicho en el Consejo de Ministros.-estando yo- que esto salía por hu*v*s." (Jumilla. Septiembre 00)......
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    Varanya (21-abr-2015)

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