Análise Energética e Exergética de uma Usina Nuclear com Reator PWR.

Abstract

A energia nuclear é uma fonte de geração de eletricidade com grande potencial de expansão. Dentre seus aspectos positivos estão: baixo índice de emissão de gases de efeito estufa, elevado fator de capacidade, baixo custo de operação e abundantes reservas de combustível. Há diferentes tipos de reatores nucleares para a produção de eletricidade, mas são os reatores de água pressurizada (PWR) os mais utilizados a nível mundial, visto que os mesmos apresentam uma série de características intrínsecas de segurança associada ao seu projeto. Porém os reatores PWR não apresentam as maiores eficiências, assim faz-se necessário a realização de estudos investigativos das usinas que operam com este tipo de reator, a fim de maximizar o seu rendimento. Logo, neste trabalho é apresentada a análise energética e exergética de Angra 2. É uma usina nuclear que opera com reator PWR com potência nominal 3771 MWt, com uma geração bruta de 1350 MWe e líquida de 1280 MWe. Foram avaliadas as irreversibilidades e rendimentos dos componentes que constituem o sistema. Os resultados apontam que as maiores irreversibilidades da usina estão concentradas no reator com 76,4 %, seguido das turbinas de baixa pressão (9,1 %), gerador de vapor (5,3 %), condensador (2,6 %) e turbinas de alta pressão (2,5 %). Os resultados apontaram ainda para uma eficiência energética e exergética da planta avaliadas, respectivamente em 34,2 % e 33,4 %. Um estudo realizado no conjunto da turbina de baixa pressão e condensador, apresentou a relação existente entre a pressão do condensador e o processo de expansão do vapor ocorrido na turbina, a potência gerada pela turbina apresenta um comportamento inversamente a temperatura da água de resfriamento do condensador. Foram determinadas, para diferentes temperaturas da água de resfriamento, as irreversibilidades da turbina e condensador, além da determinação das eficiências energética e exergética, da turbina.