Monitoramento e Diagnóstico em Usinas Nucleares PWR Utilizando a Análise Exergética.

Abstract

As usinas nucleares PWR são as mais utilizadas no mundo para a geração termonuclear. Durante as operações das usinas alguns equipamentos apresentam influência mais significativas nas eficiências das usinas em virtude das irreversibilidades geradas de que outros equipamentos. Dessa maneira, este trabalho realizou um diagnóstico comparativo utilizando as análises energética e exergética em usinas nucleares PWR dadas como estudos de casos, sendo utilizadas as seguintes usinas nucleares: a usina nuclear AP600 de 600 MWe, a usina nuclear P1000 de 1000 MWe, a usina nuclear VVER de 1200 MWe, a usina nuclear Angra 2 de 1300 MWe e a usina nuclear P1500 de 1500 MWe. Para poder comparar as usinas foi elaborado um perfil médio exergético que enumerou os principais equipamentos responsáveis nas gerações de irreversibilidades das usinas. O perfil médio exergético das usinas analisadas mostraram que as irreversibilidades das usinas estão concentradas, principalmente, em ordem decrescente, no reator nuclear, no gerador de vapor, nas turbinas a vapor e no condensador. No diagnóstico comparativo, observou-se que a usina nuclear P1000 apresentou a maior eficiência dentre as usinas analisadas, sendo que as boas eficiências apresentadas pelas turbinas a vapor foram os principais fatores que colaboraram na eficiência da usina. No caso da usina P1500 foi observado um comportamento semelhante a usina P1000. Para a usina VVER, esta apresentou a menor eficiência dentre as usinas analisadas, sendo que, o gerador de vapor da usina VVER foi o equipamento que mais impactou na eficiência da usina, apresentando as maiores taxas de irreversibilidades geradas dentre os geradores de vapor das usinas analisadas. As usinas AP600 e Angra 2 apresentaram eficiências intermediarias dentre as usinas analisadas, sendo que em particular, as turbinas a vapor de baixa pressão foram os equipamentos que apresentaram altas taxas de irreversibilidades geradas em comparação com as turbinas a vapor das outras usinas. Por fim, diante dos resultados alcançados, este trabalho buscou dar sustentação para o monitoramento de desempenho dos equipamentos mais críticos apontados no perfil médio exergético das usinas analisadas, permitindo identificar e quantificar as irreversibilidades e as eficiências dos equipamentos críticos das usinas nucleares PWR, para que se possa realizar melhorias ou modificações dos processos e dos equipamentos objetivando a diminuição das irreversibilidades geradas.