Diseño de equipo de destilación múltiple efecto para recuperación de boro en centrales nucleares

PEREZ CORREA, I.; CHOCRON, M.; LABOLLITA, S.

Capital Federal

Congreso; XLV Reunión Anual de la Asociación Argentina de Tecnología Nuclear; 2018

El ácido bórico se utiliza en los reactores nucleares refrigerados por agua como regulador de la reactividad, para cumplir con ello debe seguir una evolución temporal decreciente. Este proceso se realiza mediante la extracción de una porción del caudal del circuito primario y el correspondiente agregado de agua destilada para diluir el sistema. El caudal de concentrado se almacena en tanques y luego se trata en un evaporador con un doble propósito, por un lado, producir agua desmineralizada para la central y, por el otro, concentrar el ácido bórico a la condición de almacenado de 40 g/L para su posterior recuperación, ya que al ser enriquecido en 10B su costo es elevado. La propuesta es reemplazar el sistema discontinuo de almacenamiento y destilación por un equipo multiplaca de evaporación múltiple efecto en conjunto con destilación difusional que opere en línea.En este trabajo se propuso analizar la influencia de las distintas variables principales en el dimensionamiento y la operatividad del equipo de placas. Y con esta información, establecer una metodología de diseño que cumpla con las especificaciones de reactividad del proceso y que, operando en línea, recupere el ácido bórico del circuito primario del reactor. Los equipos de placas son ventajosos respecto de los grandes tanques o equipos de casco y tubo debido a su menor tamaño, altos coeficientes de transferencia y su facilidad de limpieza, sus problemas suelen ocurrir a altas condiciones de presión y temperatura, lejanas a las establecidas en este equipo.De las simulaciones realizadas en el programa computacional se observó que existe un caudal de alimentación por placa que maximiza la producción total de destilado en el equipo. Además, el agregado de intercambiadores de calor que integren energéticamente el proceso (precalentadores) incrementa aún más el agua desmineralizada obtenida, disminuyendo el tamaño del equipo de placas. Deben tenerse en cuenta los fenómenos de estabilidad de películas en las placas por lo que hay que establecer una distribución de caudal a lo largo del equipo en las distintas placas para evitar la formación de regiones secas.Teniendo en cuenta lo estudiado se llegó a un diseño de evaporador que cumple satisfactoriamente todos los requerimientos necesarios y consiste en 8 equipos de 21 efectos cada uno, con placas de 0,5 m2 y precalentadores a la entrada de cada uno de los efectos con un tamaño de placa de 0,2 m2.