Dimensionamiento de una Central Nuclear en Chile

Abstract

El desafío de abastecer de energía eléctrica a un país completo es una tarea de planificación a largo plazo que requiere seleccionar con sabiduría las fuentes de energía primarias, tomando en cuenta factores de confiabilidad, continuidad, cantidad y bienestar. Considerando estos aspectos Chile debe tomar decisiones sin olvidar los errores del pasado. No se puede depender de la energía hidráulica teniendo sequías, no se puede depender del suministro de gas externo para las centrales a gas, se debe asegurar la generación considerando el crecimiento del país y no se puede poner en riesgo la salud y el medio ambiente con centrales a carbón. La tecnología de generación que asegura los factores antes mencionados es la energía nuclear, ya que una vez puestas en funcionamiento, las centrales nucleares son continuas, constantes, autónomas y de bajo impacto ambiental. El objetivo de esta memoria es dimensionar una central ubicada en Chile a nivel de ingeniería conceptual, esta tarea requiere conocer y seleccionar una tecnología de central nuclear, determinar las posibilidades de instalación y transmisión de energía en el país, dimensionar la central y sus ciclo, y finalmente seleccionar los equipos y máquinas que cumplen con los requerimientos. Al estudiar las tecnologías de centrales nucleares disponibles se da cuenta de que las centrales tipo PWR dominarán el mercado nuclear por los próximos 30 años, por lo que se selecciona esta tecnología. Analizando las condiciones de la red eléctrica del país se establece la viabilidad de instalar una central de 1 [GWe] en la zona norte del país, específicamente, en la zona costera al sur de la ciudad de Antofagasta, cumpliendo con las exigencias hídricas, geográficas y demográficas de una central nuclear. Al examinar las centrales PWR según sus rangos de potencia, se encuentran diseños de centrales prácticamente iguales entre sí, por lo que se decide combinar diseños de ciclos de distintas marcas en una nueva central. Se selecciona un ciclo primario o del reactor de la marca Westinghouse de origen estadounidense, un ciclo secundario o generación de la central CPR-1000 de origen chino y un ciclo terciorio o de refrigeración diseñado según las necesidades y exigencias técnicas, administrativas y legales del lugar de instalación. El ciclo primario posee poca versatilidad y su factor de decisión principal es el tipo y cantidad de combustible. Se selecciona un combustible enriquecido al 3 %, lo que da un núcleo de 4,7 toneladas con un plazo de uso de 5,2 años. El ciclo secundario y terciario se diseña equipo por equipo y se seleccionan componentes de marcas de tradición y confiabilidad en el rubro de generación de energía eléctrica. El sistema de refrigeración seleccionado es fundamental a la hora de establecer la ubicación y potencia neta de salida de la central. El método de dimensionamiento debe ser lo más detallado posible para no subestimar aspectos de diseño de las centrales. A la hora de evaluar la viabilidad de un proyecto de las magnitudes de una central nuclear se necesita considerar factores más allá de los técnicos. Es necesario considerar factores sociales, culturales y legales para mantener una convivencia sana con las personas y el medio ambiente. Existe viabilidad técnica de combinar ciclos de centrales diferentes pero esta estrategia dificulta las responsabilidades legales atribuidas a los proveedores de componentes.