La falla de Atucha II se produjo por defectos en el montaje del reactor

Nucleoeléctrica finalizó la extracción de una pieza suelta en el interior del reactor Atucha II el domingo 2 de julio de 2023, a las 15:50 horas. Crédito: Nucleoeléctrica.

Por Cristian Basualdo

La Central Nuclear Atucha II se encuentra parada desde hace unos diez meses debido a un componente interno del reactor, denominado separador, que se desprendió y se desplazó de su lugar de diseño. Un documento de Nucleoeléctria, que analizaremos en esta nota, prueba que la falla se produjo por la falta de una soldadura durante el montaje del reactor.

Antes que nada, debemos considerar el tanque del moderador del reactor Atucha II, que contiene los canales verticales con el combustible nuclear. El tanque del moderador se encuentra suspendido dentro del recipiente de presión. Para garantizar la circulación del refrigerante, es clave el espacio que hay entre el fondo del tanque del moderador y el recipiente de presión, denominado plenum inferior. El diseñador dispuso cuatro separadores que trabajan como limitadores de la posible deformación del tanque del moderador, su función es permitir una separación entre el fondo del tanque del moderador y los cuerpos de relleno inferiores del recipiente de presión.[1]

El 26 de abril de 2023, se reunió el Comité de Revisión Técnica de Nucleoeléctrica, los temas tratados quedaron asentados en el Acta CRT N.º 398. Lo que sigue es un extracto de su contenido. El subgerente de operaciones de Nucleoeléctrica, Diego Garde, explicó que durante la operación del reactor Atucha II al 60 % de potencia térmica, el 1 de agosto de 2022, se observó que la curva peso-posición en el canal refrigerante AD13 indicó que el elemento combustible tenía menor empuje al esperado por parte del fluido. Se calculó un caudal de 9,8 kilogramos por segundo, cuando el caudal nominal de ese canal refrigerante es de 28 kilogramos por segundo.[2] Nucleoeléctrica registró lo sucedido en el documento Evento Interno 596/22, Nivel 2, “Anomalía en la Curva Peso-Posición”, en el cual concluyó que la causa más probable era una obstrucción ubicada a la entrada del mismo.

Reactor nuclear Atucha II. El tanque del moderador se encuentra en el interior del recipiente de presión. Crédito: Autoridad Regulatoria Nuclear.

Tras la salida de servicio del 9 de octubre de 2022, se realizó la inspección del plenum inferior por debajo de la posición del canal refrigerante AD13. Se observó por debajo de la boquilla de dicho canal, sobre el cuerpo de relleno inferior, la presencia de una pieza cilíndrica volteada, en cuya cara visible se evidenció la marca de la boquilla inferior de un canal refrigerante. Esta marca demostró que dicha pieza cilíndrica estuvo apoyada y obstruyendo la boquilla inferior del canal refrigerante AD13, dada la fuerza inducida por el caudal de las bombas principales. Se concluyó que dicha pieza cilíndrica correspondía a una de las cuatro piezas fijadas al cuerpo de relleno central inferior, denominadas separadores.[3] Dicha pieza cilíndrica posee 160 milímetros de diámetro y 90 milímetros de altura. Durante una inspección efectuada a la cara opuesta del separador, se encontró que la espina de sujeción que debía sostener el separador al cuerpo de relleno estaba cortada.

Nucleoeléctrica generó el Evento Interno N.º 767/22 para determinar las causas que llevaron a la falla de la espina de sujeción y posterior desprendimiento del separador. Se pudo determinar que el proceso de montaje del separador debía, en principio, fijar la espina al cuerpo de relleno mediante su introducción y posterior soldadura, espina-cuerpo de relleno, y luego, enhebrar el separador a la espina y soldar espina-separador en su parte superior.

En función de las inspecciones visuales realizadas, se pudo determinar que el separador desprendido de su posición de montaje original tenía soldada la espina a ambas caras del mismo, demostrando que no había soldadura de fijación de la espina al cuerpo de relleno central inferior. En estas condiciones, el separador estuvo sometido a las fuerzas del fluido, generando movimientos giratorios y alternantes laterales, los cuales indujeron esfuerzos sobre la espina hasta llegar a su rotura por efecto combinado de vibración y fatiga.

El separador se desprendió de su posición de montaje original sobre el cuerpo de relleno inferior, y la fuerza del fluido lo levantó y fue succionado por el canal refrigerante de la posición AD-13 (cuando este estaba vacío) obstruyendo parcialmente la circulación de refrigerante por dicha posición. A su vez, la espina central del separador está cortada en la parte inferior del separador, permaneciendo el resto de la espina en su alojamiento original en el cuerpo de relleno inferior.

Referencias:

1. Todos los sistemas de la zona nuclear de Atucha II fueron diseñados de forma similar a los de las centrales alemanas de agua liviana, excepto los sistemas específicos de agua pesada. En el interior del reactor Atucha II se montaron bloques de acero de varias toneladas, denominados cuerpos de relleno, con el fin de disminuir el volumen de agua pesada y el consiguiente costo de la inversión.

2. Este evento se produjo durante la operación de recambio de elemento combustible en el Canal AD13. La operación se suspendió y se dejó el canal sin elemento combustible.

3. El Separador desprendido corresponde a la posición angular de 270°, existiendo en el plenum inferior del reactor Atucha II otros tres separadores similares en las posiciones 0°, 90° y 180°.

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