Perspectivas de la Generación Nucleoeléctrica en América Latina y el Caribe

Transcripción

1 Perspectivas de la Generación Nucleoeléctrica en América Latina y el Caribe 3.0 Nuevo desarrollo tecnológico en el diseño, construcción, rendimiento y seguridad de reactores. - Cogeneración mediante el reactor PBMR - Desalación mediante el reactor IRIS Javier Palacios H.

2 Cogeneración empleando el reactor nuclear PBMR para generar calor de proceso

3 Requerimientos de Calor de Proceso Requerimientos mayores a 1000 t de vapor/h 6 Refinerías para producción de gasolina 2 Plantas Petroquímicas Cogeneración como una forma de ahorro de energía primaria Las primeras opciones son plantas de ciclo combinado y plantas termoeléctricas empleando aceite residual (Combustoleo) Programa a largo plazo

4 Por qué PBMR? El reactor PBMR se ha publicitado como un co-generador para la industria petrolera Reactor Modular con 165 MWe (440 MWth) por módulo Temperaturas adecuadas para generar calor de proceso Reducción en emisiones de CO2 Ayudar a diversificar los recursos para la generación de electricidad

5 Caracteristicas del PBMR

6 El Reactor PBMR

7 Supuestos de Cogeneración La Potencia neta de un PBMR es de 165 MWe. 100 MWe se utilizan como electricidad 65 MWe (147.7 MWth suponiendo un 44% de rendimiento térmico del ciclo) se utilizan para producir vapor de proceso. Condición del Núcleo del Reactor Entrada Salida Presión 7 MPa 6.7 MPa Temperatura 500 C 900 C Helio (Sobrecalentado) 4200 kj/kg 6100 kj/kg

8 Generación de Vapor de Proceso El vapor de proceso necesario, en nuestro caso, para la producción de gasolina debe tener una presión de 6,8 MPa a 486 C con una entalpía de 3380 kj / kg. Condición Entrada Salida Presión 0.2 MPa 6.8 MPa Temperatura 100 C 486 C Entalpia 417 kj/kg 3380 kj/kg

9 Costo del Vapor de Proceso Actualmente no hay certeza de cual será el costo nivelado de la electricidad generada por el PBMR. Basándose en el supuesto de que deberá ser competitivo con otros reactores nucleares de Generación III el costo nivelado de la electricidad estaría alrededor de 60 US$/MWh. En nuestro caso 65 MWe se utilizan para producir ton / hr de vapor de agua, lo que significa que cada tonelada de vapor tendrá un costo de producción de US$. Suponiendo que el costo del aceite residual es de 7 US$/GJ, entonces el costo de vapor de proceso sería de US$/ton.

10 Conclusión Se deberá realizar un análisis más detallado para obtener resultados económicos confiables. Sin embargo, esta primera aproximación muestra que la co-generación de vapor para el proceso mediante medios nucleares podría ser competitiva.

11 Producción de electricidad y desalación de agua empleando el Reactor IRIS

12 Introducción La Cogeneración es una opción que deberá ser analizada en México para proporcionarle un valor adicional a la generación de electricidad La zona noroeste de México es una región semiárida en desarrollo con alto potencial que demandará energía y agua potable por lo que se analiza la viabilidad de usar un reactor IRIS para atender algunas de estas necesidades

13 IRIS Desarrollado por 20 instituciones de 10 países, lideradas por Westinghouse, México a través del ININ forma parte del proyecto Diseño modular de 335 MWe, Extenso uso de sistemas de seguridad pasivos, Resistente a la proliferación debido a sus extendidos ciclos de recarga de combustible, Tiempo de construcción de menos de tres años. Usa Tecnología LWR probada

14 Configuración Integral Primaria La Configuración Integral de la Vasija elimina la tubería y los componentes externos, permitiendo así que la contención y el tamaño de la planta sean compactos

15 Cogeneración Usando IRIS El reactor IRIS facilita el acoplamiento de una planta de desalación en varias etapas debido al arreglo del calentador de agua de alimentación, que proporciona un fácil acceso a una gama de temperaturas de vapor y de presiones. Hay tres procesos para desalación nuclear que han sido demostrados para producir agua potable, se trata de destilación multi-efecto (MED), Multi-etapas de destilación flash (MSF) y Osmosis Inversa Cada uno de estos procesos produce agua potable con mayor o menor calidad (disolver la concentración de solidos ppm) respectivamente. Cada uno de estos procesos requiere diferentes acoplamientos del reactor.

16 Características de la desalación Los Procesos de Desalación requieren de 4 a 5 kwh/m3 La energía eléctrica y térmica es proporcionada por el reactor para los procesos MED y MSF Energía eléctrica es provista para el proceso RO En todos los casos la electricidad es suministrada para los sistemas de bombeo y componentes auxiliares. La temperatura del vapor requerido en el proceso de desalación es más baja que 140 C a 3.7 bar

17 Resultado La evaluación se realizó con el código DEEP ver. 3.4 considerando tres diferentes opciones de desalación: MSF, MED and RO y 3 unidades IRIS.

18 Conclusiones El costo del agua depende del proceso de desalación usado, debido a que se produce agua de diferente calidad. La tecnología de desalación a elegir dependerá del uso que se le dé al agua potable producida

19 Gracias por su atención