Energía nuclear

Energía nuclear

El principal uso que se le da actualmente a la energía nuclear es el de la generación de energía eléctrica. Las centrales nucleares son las instalaciones encargadas de este proceso.

Prácticamente todas las centrales nucleares en producción utilizan la fisión nuclear ya que la fusión nuclear actualmente es inviable a pesar de estar en proceso de desarrollo.

El funcionamiento de una central nuclear es idéntico al de una central térmica que funcione con carbón, petróleo o gas excepto en la forma de proporcionar calor al agua para convertirla en vapor. En el caso de los reactores nucleares este calor se obtiene mediante las reacciones de fisión de los átomos del combustible.

A nivel mundial el 90% de los reactores de potencia, es decir, los reactores destinados a la producción de energía eléctrica son reactores de agua ligera (en las versiones de agua a presión o de agua en ebullición). De modo que explicaremos más extensamente el funcionamiento de este tipo de reactor.

Funcionamiento de una central nuclear

El principio básico del funcionamiento de una central nuclear se basa en la obtención deenergía calorífica mediante la fisión nuclear del núcleo de los átomos del combustible. Con esta energía calorífica, que tenemos en forma de vapor de agua, la convertiremos en energía mecánica en una turbina y, finalmente, convertiremos la energía mecánica en energía eléctrica mediante un generador.

El reactor nuclear es el encargado de provocar y controlar estas fisiones atómicas que generarán una gran cantidad de calor. Con este calor se calienta agua para convertirla en vapor a alta presión y temperatura.

El agua transformada en vapor sale del edificio de contención debido a la alta presión a que está sometido hasta llegar a la turbina y hacerla girar. En este momento parte de la energía calorífica del vapor se transforma en energía cinética. Esta turbina está conectada a un generador eléctrico mediante el cual se transformará la energía cinética en energía eléctrica.

Por otra parte, el vapor de agua que salió de la turbina, aunque ha perdido energía calorífica sigue estando en estado gas y muy caliente. Para reutilizar esta agua hay refrigerarla antes de volverla a introducir en el circuito. Para ello, una vez ha salido de la turbina, el vapor entra en un tanque (depósito de condensación) donde este se enfría al estar en contacto con las tuberías de agua fría. El vapor de agua se vuelve líquido y mediante una bomba se redirige nuevamente al reactor nuclear para volver a repetir el ciclo.

Por este motivo las centrales nucleares siempre están instaladas cerca de una fuente abundante de agua fría (mar, río, lago), para aprovechar esta agua en el depósito de condensación. La columna de humo blanco que se puede ver saliendo de determinadas centrales es el vapor de agua que se provoca cuando se este intercambio de calor.

CICLO COMBINADO

Una central de ciclo combinado consiste básicamente en un grupo Turbina a Gas-Generador, una chimenea recuperadora de calor (HRSG) y un grupo Turbina a Vapor-Generador, formando un sistema que permite producir electricidad. El nombre ciclo combinado viene de que es capaz de aprovechar la energía más de una vez, básicamente se tiene una turbina a gas, la cual es muy similar a las utilizadas en los aviones, ésta se alimenta de gas natural, el cual aún siendo mucho más limpio con respecto a otras fuentes de energía, de todas formas pasa primero por una serie de filtros que eliminan toda partícula que pudiese alterar el normal funcionamiento de la planta. Además de gas se inyecta aire a la turbina para la combustión y este también debe ser filtrado, eliminando partículas de hasta 5 micrones. Una vez aprovechada parte de la energía en hacer funcionar el generador, los gases expulsados a altas temperaturas (550 ºC) se aprovechan para crear vapor y alimentar la turbina a vapor la que es en realidad un conjunto de 3 turbinas en serie (una de alta presión, otra de media y una tercera de baja presión) las cuales mueven el mismo generador. Esto se logra mediante una serie de expansiones y recalentamientos del vapor, el cual vuelve a pasar por el escape de la turbina repetidas veces antes de condensarlo; el cual se refrigera mediante una corriente de agua externa, este sistema de enfriamiento es cerrado, ya que el agua utilizada es reaprovechada luego de pasar por las torres

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