Centrales Térmicas y Nucleares: Funcionamiento y Retos

Centrales Térmicas

Punto de Fusión de las Cenizas

En las centrales térmicas, es crucial que las cenizas tengan un punto de fusión alto para prevenir:

• Depósitos sólidos en los tubos, que dificultan la transmisión de calor y el paso de gases.
• Reacciones corrosivas en las partes metálicas debido a la composición química.

Centrales Nucleares: PWR vs. BWR

Reactor BWR (Agua en Ebullición)

El reactor BWR es el tipo más simple. Utiliza U-238 enriquecido en U-235 como combustible, y agua como moderador y refrigerante. Sus ventajas incluyen autoregulabilidad, ausencia de generador de vapor y menor reactividad en caso de aumento de temperatura. Sin embargo, el vapor producido es radiactivo, lo que requiere blindaje adicional.

Reactor PWR (Agua a Presión)

El reactor PWR soluciona el problema del vapor radiactivo del BWR al tener circuitos de agua separados. Requiere un generador de vapor, lo que implica presiones más altas en el circuito primario.

El Plasma y su Calentamiento

El plasma es un gas ionizado con alta conductividad eléctrica, similar a un gas pero compuesto por átomos ionizados con electrones libres. Se obtiene calentando un gas a temperaturas de 100-200x10^6º.

Se utilizan tres sistemas de calentamiento:

• Sistema óhmico: Se induce una corriente eléctrica en el plasma mediante una bobina, generando calor.
• Inyección de haces de partículas neutras: Transfieren energía a las partículas del plasma por colisiones elásticas.
• Calentamiento por radiofrecuencia: Ondas electromagnéticas emitidas por antenas en las paredes de la cámara son absorbidas por el plasma, aumentando su energía.

Verdor del Tren de Potencia

El verdor es un motor eléctrico que gira lentamente el tren de potencia durante las paradas para evitar el pandeo del rotor y las vibraciones resultantes.

Temperatura de los Gases de Combustión

Los gases de combustión se emiten a una temperatura controlada (alrededor de 120ºC) para evitar que baje del punto de rocío y se forme ácido sulfúrico, lo que causaría corrosión.

Interconexiones Eléctricas Internacionales

Las interconexiones eléctricas internacionales ofrecen ventajas como:

• Seguridad y continuidad del suministro eléctrico.
• Mayor eficiencia de los sistemas mediante intercambios comerciales.
• Aumento de la competencia entre sistemas vecinos.
• Mayor integración de energías renovables.

Retos Energéticos Actuales

La sociedad enfrenta retos en el campo de la energía, como:

• Seguridad de abastecimiento: Diversificar las fuentes de energía y reducir la dependencia de los combustibles fósiles.
• Utilización de tecnologías: Implementar tecnologías de ahorro y eficiencia energética, y promover energías no emisoras de gases.
• Costes económicos: Gestionar los costes de la transición energética para asegurar su viabilidad.

Centrales Nucleares en España

España ha tenido interés en la energía nuclear desde los años 50. La primera central, Zorita, entró en funcionamiento en 1968. Actualmente, las centrales en funcionamiento son Alcaraz I y II, Cofrentes, Trillo, Vandellós I y II, y Ascó I y II.

¿Qué es una Central Nuclear?

Una central nuclear es un tipo de central térmica que utiliza la energía liberada en la fisión nuclear para generar vapor y accionar una turbina.

Turbina de Vapor

Una turbina de vapor es una máquina de flujo permanente donde el vapor se expande, transformando su energía potencial en cinética, que se utiliza para girar los álabes de la turbina.

Tipos de Turbinas de Vapor

• Turbinas de acción: La expansión del vapor ocurre en la tobera, no en los álabes. Se utilizan escalonamientos de presión (Rateau) o velocidad (Curtis).
• Turbinas de reacción: La expansión del vapor ocurre en los álabes, utilizando principios de acción y reacción. El proceso se repite en cada escalón.

Diferencias entre Turbinas de Acción y Reacción

• Las turbinas de acción son más pequeñas debido a que requieren menos escalonamientos.
• El equilibrado del rotor es mejor en las turbinas de acción.
• Las pérdidas de vapor son menos significativas en las turbinas de acción.
• El gran número de escalonamientos en las turbinas de reacción no afecta negativamente al rendimiento.