O que é vantagem e desafio dos SCWRs – Definição

Vantagens e desafios dos SCWRs

Como pode ser deduzido de seu nome, a principal característica do SCWR é o uso de água além do ponto crítico termodinâmico (T _CR = 374 ° C; p _CR = 22,1 MPa) como refrigerante primário. Os projetos do SCWR têm características únicas que oferecem muitas vantagens em comparação com os reatores de água leve atuais (LWRs).

• Alta eficiência térmica. Como os SCWRs fornecem vapor supercrítico a pressões e temperaturas muito mais altas do que nas LWRs convencionais, elas alcançarão uma eficiência termodinâmica mais alta da usina (~ 45% vs. ~ 33% para as LWRs atuais).
• Caudal mássico do líquido de refrigeração mais baixo.  A taxa de fluxo de refrigerante do reator do SCWR é muito menor que a do BWR e do PWR porque o aumento da entalpia no núcleo é muito maior , o que resulta em componentes de baixa capacidade do sistema primário. Assim, as bombas de refrigeração, tubulações e outros equipamentos de suporte ficam menores. Além disso, as únicas bombas que acionam o líquido de refrigeração em condições operacionais normais são as bombas de água de alimentação e as bombas de extração de condensado.
• A maior entalpia de vapor permite diminuir o tamanho do sistema de turbinas e, assim, reduzir os custos de capital da ilha convencional.
• Menor estoque de refrigerante. O estoque de refrigerante é menor, o que reduz o tamanho da contenção com piscinas de supressão de pressão.
• Como a água supercrítica não sofre uma mudança de fase e existe em uma única fase termodinâmica, a crise de ebulição (ou seja, saída da ebulição nucleada – DNB ou secagem ) não pode ocorrer .
• Com um ciclo direto de refrigerante supercrítico, componentes como secadores a vapor, separadores e geradores de vapor são totalmente omitidos, reduzindo o número de componentes principais e eliminando os custos associados.
• Muitos dos componentes (por exemplo, turbinas) são prontamente desenvolvidos e disponibilizados por usinas de energia supercrítica de combustíveis fósseis.

Espera-se que a combinação de tecnologia avançada de reator resfriado a água e tecnologia avançada de fósseis supercríticos resulte em um conceito de reator que possa ser usado para gerar eletricidade com carga base de maneira econômica e eficiente. Esse recurso também torna o SCWR um conceito muito atraente para empresas de serviços públicos, especialmente aqueles que têm experiência com reatores resfriados a água e usinas fósseis supercríticas.

Por outro lado, vários desafios devem ser resolvidos antes que as primeiras usinas desse tipo possam ser construídas:

• Os materiais de revestimento precisam suportar temperaturas mais altas (600-650 ° C em condições operacionais normais) do que nas LWRs atuais.
• Os fenômenos de transferência de calor da superfície do revestimento para o fluido supercrítico devem ser bem compreendidos. Especialmente no caso de transientes com despressurização de condições supercríticas para subcríticas.
• Devido ao menor estoque de refrigerante, a secagem do núcleo progride mais rapidamente em caso de perda de acidente com o refrigerante (LOCA).