7. Sistemas Relacionados con Barras de Control Los sistemas descritos en este capítulo se emplean para controlar al reactor mediante el movimiento de barras de control. En condiciones normales de operación, el Sistema de Control Manual del Reactor es utilizado por el operador para cambiar la posición de las barras y variar la potencia del reactor. En condiciones de emergencia o accidente, el Sistema de Protección del Reactor actúa automáticamente para insertar rápidamente las barras de control y apagar el reactor. En el caso de que las barras no sean insertadas por el Sistema de Protección del Reactor, el Sistema Alternativo para Inserción de Barras realizará la inserción de las mismas, apagando el reactor. 7.1 Sistema de Control Manual del Reactor (Figura 7.1-1) La función del Sistema de Control Manual del Reactor (RMCS: Reactor Manual Control System), es proporcionar al operador los medios para variar la potencia en el núcleo, mediante la operación del sistema de mecanismos impulsores de las barras de control (CRD), excepto en SCRAM. Una barra de control puede moverse únicamente cuando las señales eléctricas necesarias son enviadas a las válvulas direccionales de control operadas por solenoide, asociadas a cada mecanismo impulsor de barra de control (CRD). El sistema de control manual del reactor proporciona las señales eléctricas necesarias hacia las válvulas direccionales, siguiendo una secuencia apropiada y con el tiempo adecuado para lograr la ubicación correcta de cada barra. Adicionalmente, en el diseño del sistema se han cubierto los requisitos siguientes: 1) Solamente una barra de control puede moverse cada vez. 2) Se proporcionan controles para probar la circuitería de posición de la barra. 3) El movimiento de las barras de control no interferirá con la función de scram del Sistema de Protección del Reactor. 4) El movimiento de las barras de control será inhibido automáticamente durante condiciones inseguras o potencialmente inseguras. 5) Una vez que ha comenzado el movimiento de una barra, no será posible seleccionar otra barra hasta que el movimiento de la primera haya concluido. 7.1.1 Descripción del Sistema El Sistema de Control Manual del Reactor (RMCS) consiste principalmente de interruptores y relevadores alambrados conjuntamente, y que controlan la operación de las válvulas direccionales de solenoide de cada una de las unidades hidráulicas de control (HCUs: Hidraulic Control Units). La operación de las unidades hidráulicas de control, y de las válvulas solenoides de control direccional, se describe en la sección 2.4. El RMCS está constituido esencialmente por tres subsistemas: a) el Sistema de Control del Impulsor de Barra (RDCS: Rod Drive Control System), cuyo propósito es el de efectuar los movimientos de barra en condiciones normales; es capaz de efectuar el movimiento de una sola barra de control por vez de muesca en muesca, o de manera continua; y

7.2-1

b) el Sistema de Información de Posición de Barra (RPIS:Rod Position Information System), el cual suministra la información relativa a la posición vertical de cada barra de control en el núcleo. c) El sistema Minimizador de Valor de Barra (RWM). Este sistema funcionalmente monitorea y obliga al operador a ajustarse a una secuencia preestablecida de movimiento de barras a bajos niveles de potencia, en arranque y paro. El RWM se mencionará en esta sección en lo que se considere indispensable. En la sección 6.1 se trata este sistema a más detalle. 7.1.1.1 Sistema de Control del Impulsor de Barra (RDCS) (Figura 7.1-1 y 7.1-2) Este sistema está constituido por los circuitos electrónicos y eléctricos que permiten el control de las válvulas solenoides direccionales de cada una de las unidades hidráulicas de control. Cada barra, y por lo tanto cada HCU, está identificada con un número único, el cual está expresado en forma de una pareja de coordenadas (renglón YY y columna XX), que indican para cada barra su posición en el núcleo. Este sistema de identificación se expresa en "coordenadas de planta" para uso del operador, y en "coordenadas binarias" para su proceso por la electrónica del RDCS. La figura 7.1-1 ilustra este sistema de identificación. La figura 7.1-2 muestra la organización de los componentes principales del RDCS. A continuación se describen cada uno de estos componentes. 7.1.1.1.1 Módulo de Selección de Barra (Figura 7.1-2 y 7.1-3) Es el dispositivo de entrada de datos al RDCS por parte del operador. Instalado en el panel de control del reactor, es un teclado formado por botones-interruptores que se iluminan cada vez que se pulsan. Cada uno de estos botones representa una barra de control, y al pulsarlo se ilumina indicando que la barra correspondiente ha sido seleccionada para movimiento. Siempre se tendrá una barra seleccionada, y su botón respectivo estará iluminado, excepto cuando el interruptor de llave ubicado en la esquina inferior izquierda se accione para "deseleccionar" barra de control. A ambos lados de este teclado se encuentran otros pulsadores y lámparas como puede apreciarse en la figura 7.1-3. Ubicadas dentro del módulo de selección de barra, se encuentran dos tarjetas transmisoras, denominadas A y B respectivamente, y cuya función es la de transmitir la información requerida para el movimiento de barra, en la llamada "palabra solicitud"; tal información incluye: - el código de identificación de barra; - estado del Minimizador de Valor de Barra (RWM); y - órdenes dadas por el operador (inserción, extracción) mediante los botones de comando. Ambas palabras solicitud son enviadas por cada tarjeta transmisora hacia el Gabinete de Control de Impulsores de Barra. 7.1.1.1.2 Gabinete de Control de Impulsores de Barra Es un gabinete que contiene la parte principal de la circuitería electrónica del RDCS. Tal

7.2-2

circuitería está agrupada en las dos secciones de "control de actividad", la sección central o analizador, y la sección de potencia. En este gabinete también se aloja la fuente de potencia para el Indicador de Barras y Detectores del Sistema de Información de Posición de Barra (RPIS). La palabra solicitud enviada por cada una de las tarjetas transmisoras, es aplicada a las tarjetas respectivas de la sección de actividad. La función principal de las tarjetas de actividad es monitorear el estado de la central, y determinar si el movimiento de barra solicitado por el operador es permitido. Dependiendo de la posición del selector de modo del reactor, veinticuatro señales llegan a cada tarjeta de actividad para analizar los movimientos de barra permitidos. En caso de que el movimiento de barra solicitado por el operador sea permitido, la tarjeta de actividad dará señal de arranque a una tarjeta controladora de tiempo de movimiento de barra, la que mediante un programa de tiempos determinados energiza secuencialmente las solenoides de las válvulas direccionales de la HCU seleccionada, ejecutando la orden del operador. De esta forma, las tarjetas de actividad generarán la "palabra comando" en la que se incluye: - el código de identificación de la barra seleccionada; - el código de orden del operador; y - el código de secuencia generado por la tarjeta controladora del tiempo de movimiento de barra. Las dos palabras comando generadas progresan a la sección analizadora, constituida por una tarjeta analizadora y una tarjeta de mapa de fallas. La tarjeta analizadora compara ambas palabras comando enviadas por la sección de actividad, para verificar su equivalencia. A esta tarjeta se aplican también las señales de exploración, y las señales de autoprueba del sistema. La tarjeta de mapa de fallas contiene un arreglo de diodos emisores de luz (LEDs) que representan a las barras de control; cuando se ejecuta el modo de autoprueba y se descubre alguna falla en alguna de las HCUs, se iluminará el LED correspondiente. La sección de potencia proporciona corriente alterna al RDCS, al módulo de potencia, y a la compuerta de potencia, la cual suministra energía a las partes remotas del sistema. 7.1.1.1.3 Circuitería en el Edificio del Reactor Si ambas palabras comando son equivalentes, la tarjeta analizadora almacena una como referencia, y transmite la otra hacia el edificio del reactor, progresando hacia el módulo de empalme de rama (BJM) del conjunto al que pertenece la HCU de la barra seleccionada. La palabra comando se envía del BJM hacia la tarjeta "transponder" de la HCU, misma que controla el suministro de corriente alterna para accionar las solenoides de las válvulas direccionales; esta tarjeta responde con la "palabra reconocimiento" hacia la tarjeta analizadora antes de ejecutar cualquier acción con las válvulas direccionales. En la palabra reconocimiento se incluye información relativa a: - estado del interruptor de prueba de scram; - estado de los interruptores de presión y volumen de los acumuladores de scram; y - posición de las válvulas de scram;

7.2-3

En la tarjeta analizadora se compara la palabra reconocimiento con la palabra comando de referencia previamente retenida, y si se obtiene el resultado correcto, el sistema permite el movimiento de barra solicitado. Mediante el código de secuencia de tiempos son accionadas las válvulas direccionales de la HCU, para efectuar el movimiento solicitado. 7.1.1.2 Sistema de Información de Posición de Barra (RPIS) (Figura 7.1-4 y 7.1-5) La información sobre la posición vertical de las barras se obtiene mediante las sondas indicadoras de posición. Existe una sonda indicadora por cada barra de control, instalada en la estructura central del mecanismo impulsor de la barra (el tubo de instrumentación). Cada sonda consiste de un alojamiento en el que se coloca un soporte de interruptores magnéticos; cada interruptor corresponde a una posición vertical de la barra de control, y es cerrado por un imán permanente fijo al tubo pistón. El cableado procedente de las sondas se hace llegar al Gabinete de Información de Posición de Barra, en el que se encuentra instalada la electrónica del RPIS, ya en el cuarto de control principal. Desde este gabinete se envía la posición vertical de cada barra hacia el panel de control del reactor (al indicador de cuatro barras, y al indicador de barra y detector), y hacia la computadora de proceso. Los interruptores magnéticos de las sondas indicadoras de posición son actuados al ser cerrados por un imán instalado en el tubo pistón del mecanismo impulsor, de tal forma que al cerrarse un interruptor se generará una posición vertical. Tales posiciones se numeran de la 00 a la 48, siendo las posiciones pares indicativas de que la barra de control se encuentra asentada, y las posiciones impares (01 a 47) de que la barra está en movimiento o está a la deriva. Existen también los interruptores que indican barra completamente insertada (S-52 luz verde), sobrecarrera de inserción (S-51), barra completamente extraída (S-49 luz roja), y sobrecarrera de extracción (S-50). 7.1.2 Bloqueos de Barra (Tabla No.7.1-1) Estos bloqueos impiden el movimiento de las barras de control con el fin de proteger el combustible. A continuación se describen los bloqueos de extracción de barra, en función de la posición del selector de modo del reactor. 7.1.2.1 Bloqueos de Barra con el Selector de Modo en cualquier posición a) Alta Escala en APRM. El propósito de este bloqueo es evitar condiciones que puedan requerir la actuación del Sistema de Protección del Reactor. b) APRM Inoperativo. No se permite la extracción de barras de control si los APRMs no están en servicio o adecuadamente puenteados. c) Alta Escala en RBM. Este bloqueo impide la extracción errónea de una barra de control, que pudiera provocar daño local en el combustible.

7.2-4

d) RBM Inoperativo. No se permite la extracción de barras a menos que los canales del RBM estén operativos o adecuadamente puenteados. e) Convertidor del Caudal de Recirculación en Alta Escala o Inoperativo. No se permite la extracción de barras a menos que los convertidores de caudal de recirculación,necesarios para la operación apropiada de RBMs y APRMs,se encuentren operables y en escala. f) Alarma o Inoperatividad en el Comparador del Convertidor del Caudal de Recirculación. No se permite la extracción de barras si la diferencia entre salidas de los convertidores de caudal no está dentro de los límites apropiados, o si el comparador está inoperativo. g) Alto Nivel de Agua en la Porción Instrumentada del Volumen de Descarga de Scram (VDS). No se permite la extracción de barras, a menos que esté disponible una capacidad suficiente en el volumen de descarga de scram (VDS), para permitir el desarrollo de un scram en caso necesario. h) Disparo por alto nivel en el VDS puenteado. No se permite extracción de barras si la función de scram por alto nivel en el VDS está puenteada (en bypass). i) Bloqueos generados por el RWM. Cuando el operador se desvía del patrón de barras designado, el RWM generará bloqueos de extracción para evitar valores de barra excesivos. 7.1.2.2 Bloqueos de Barra con el Selector de Modo en MARCHA Además de los bloqueos listados en 7.1.2.1: a) APRM en Baja Escala. No se permite la extracción de barras durante la operación a potencia, a menos que los canales APRM estén operando en escala o se encuentren correctamente puenteados. b) RBM en Baja Escala. Es requerida la operación en escala de los canales RBM, o su puenteado correcto, para que sea permitida la extracción de barras durante la operación a potencia. 7.1.2.3 Bloqueos de Barra con el Selector de Modo en ARRANQUE Además de los bloqueos listados en las secciones anteriores: a) Detector SRM No Completamente Insertado en el núcleo cuando la razón de conteo está por debajo del permisivo de extracción del detector, y el selector de intervalos del IRM se encuentra en alguno de los dos intervalos más bajos. No se permite la extracción de barras a menos que todos los detectores SRM estén apropiadamente insertados, y así proporcionen al operador la información del flujo neutrónico. b) SRM en Alta Escala. No se permite la extracción de barras a menos que los SRMs se extraigan del núcleo apropiadamente durante un arranque. c) SRM Inoperativo. No se permite la extracción de barras a menos que los cuatro canales SRM estén operativos o apropiadamente puenteados.

7.2-5

d) Detector IRM no completamente insertado en el núcleo. e) IRM en Alta Escala. No se permite la extracción de barras a menos que los IRM se operen en los intervalos adecuados, esto es, que el selector de intervalo se coloque apropiadamente durante el arranque. f) IRM en Baja Escala (excepto cuando el selector de intervalos se encuentre en el intervalo más bajo). No se permite la extracción de barras cuando el flujo neutrónico no puede monitorearse a bajas razones de conteo de manera apropiada. g) IRM Inoperativo. No se permite la extracción de barras durante la operación a bajos niveles de flujo neutrónico, cuando los canales IRM no estén disponibles o no se encuentren adecuadamente puenteados. h) APRM al 12% de escala. i) Plataforma de Recarga encima de la vasija del reactor. 7.1.2.4 Bloqueos con el Selector de Modo en RECARGA Además de todos los bloqueos anteriores, excepto el inciso (i) de la sección 7.1.2.3: a) Plataforma de recarga encima de la vasija, y alguna de las condiciones siguientes: a.1) Un ensamble de combustible enganchado; a.2) Gancho no completamente extraído; a.3) Combustible cargado en el marco del montacargas; o a.4) Combustible cargado en el carro del montacargas. b) Algún peso en la plataforma de servicio. Con el selector de modo en RECARGA es posible efectuar movimientos con una sola barra, siempre que todas las demás se encuentren totalmente insertadas. Estos bloqueos tienen la finalidad de evitar una exposición excesiva del personal ubicado en el piso de recarga, en caso de que ocurra un evento de criticidad durante la recarga de combustible. 7.1.2.5 Bloqueos con el Selector de Modo en APAGADO El selector en el modo APAGADO provocará directamente el bloqueo de extracción de barras, evitando así cualquier violación de este modo de operación.

7.2-6

7.2-7

7.2-8

7.2-9

7.2-10

7.2

Sistema de Protección del Reactor (RPS) y Sistema Alternativo para la Inserción de Barras (ARI).

El propósito del Sistema de Protección del Reactor (RPS: Reactor Protection System) es iniciar en forma automática un "scram" del reactor para: 7.2.1

preservar la integridad del encamisado del combustible; mantener la integridad del sistema de enfriamiento del reactor; y reducir al mínimo la energía que debe ser absorbida durante un accidente de pérdida de enfriador (LOCA).

Descripción General (Tabla 7.2-1)

El sistema de protección del reactor está diseñado según el concepto de falla segura, esto es, si el sistema manifiesta una falla total en su funcionamiento, aún así logrará llevar a cabo sus funciones de proteger el reactor, produciendo SCRAM, en aquellas situaciones que supongan un riesgo para la integridad del mismo. El RPS está constituido por dos sistemas idénticos e independientes de disparo, denominados A y B, y cada uno a su vez incluye dos canales para scram. De esta manera se tienen para el sistema A las lógicas A1 y A2, y para el sistema B las lógicas B1 y B2. Cada lógica para scram automático recibe señales de al menos un sensor independiente que monitorea el respectivo parámetro crítico, como se lista en la tabla 7.2-1. La ocurrencia de un disparo en alguna de las lógicas A1 o A2 coincidente con un disparo en alguna de las lógicas B1 o B2, producirá un disparo automático del reactor. Nótese que el disparo de un sólo canal no causará el scram del reactor, sino que se necesita el disparo de ambos canales, a esta lógica se le conoce como "una de dos, dos veces". 7.2.2

Definición de SCRAM del reactor (Figura 7.2-1)

a)

Inserción rápida de todas las barras de control operables en menos de 7 segundos, por medio de: 1.- Desenergización de todas las válvulas solenoide piloto de SCRAM. 2.- Energización de las válvulas de respaldo de SCRAM. 3.- Aislamiento del volumen de descarga de SCRAM.

7.2.3

Descripción de Componentes (Figura 7.2-1)

La figura 7.2-1 ilustra esquemáticamente los principales componentes del sistema de protección del reactor. 7.2.3.1 Suministros de Potencia Eléctrica El RPS es alimentado desde dos suministros de potencia independientes, designados Bus A y Bus B. Cada uno de estos buses recibe suministro de potencia mediante sus respectivos conjuntos moto-generadores. Tales conjuntos están equipados con un volante de alta inercia que reducen al mínimo los efectos de cambios momentáneos en el suministro eléctrico de cada conjunto moto-generador.

7.2-11

También se tiene un suministro alternativo de potencia hacia ambos buses del RPS, útil durante el mantenimiento de uno de los conjuntos moto-generadores. Para evitar que este suministro alternativo alimente a ambos buses, existe un enclavamiento que no permitirá que los interruptores que conectan ambos buses al suministro alternativo, sean cerrados al mismo tiempo. 7.2.3.2 Lógica del RPS El RPS es un sistema de protección de dos canales, arreglado de acuerdo al esquema lógico "uno de dos, dos veces". Cada canal es completamente independiente del otro, y contiene dos lógicas de disparo. Las lógicas de disparo reciben al menos una señal del mismo parámetro monitoreado. Ambos canales de disparo son idénticos, por lo que cada parámetro crítico será monitoreado por cuatro sensores. Un sensor fuera de tolerancia en cada lógica de disparo automático A1 o A2, causará un disparo en el canal A. Una condición de disparo en el canal A cortará el suministro de electricidad a las solenoides de las válvulas de scram de todas las barras de control. Esta condición es conocida como "medio scram", ya que uno de los dos canales del sistema ya está disparado. Análogamente, cualquier sensor fuera de tolerancia en el canal B (condición de disparo para B1 o B2), causará medio scram. Tal arreglo lógico de cada canal recibe el nombre de "uno de dos". Para producir un scram del reactor, ambos canales de disparo A y B deben estar en una condición de disparo. De aquí que la lógica global del sistema reciba la denominación "uno de dos, dos veces". 7.2.3.3 Arreglo de las Válvulas de Scram (Figura 7.2-2) Cada una de las 109 barras de control está equipada con dos válvulas solenoides de scram, como puede apreciarse en la figura 7.2-2 Las válvulas solenoides piloto de scram se encuentran normalmente energizadas y en una condición de no disparo, y controlan el suministro de aire hacia las válvulas de scram de entrada y salida de los impulsores de las barras de control. Estas últimas válvulas abren mediante la acción de un resorte, y se mantienen cerradas (su posición normal) mediante aire a presión. La válvula de entrada de scram controla el agua a presión a ser suministrada hacia el impulsor, proveniente del acumulador de scram, para insertar la barra de control. La válvula de salida de scram permite la salida del agua de la parte superior del tubo pistón hacia el volumen de descarga de scram (VDS). Un scram del reactor se inicia cuando se interrumpe el suministro de energía a las solenoides de ambas válvulas, venteando el aire de control de las mismas; cuando la presión del aire es menor que la presión ejercida por los resortes, las válvulas abrirán. Al abrirse la válvula de entrada, el agua presurizada por el acumulador de scram llega a la superficie inferior del pistón, impulsándolo hacia arriba. Al abrirse la válvula de salida, se alinea la parte superior del pistón con el volumen de descarga. De esta forma, con una presión de 105.5 kg/cm2 en la superficie inferior del pistón, y una presión atmosférica sobre la parte superior, se crea una diferencia de presión que inserta rápidamente la barra de control en el núcleo del reactor. Nótese que ante una pérdida de aire o de energía eléctrica, se iniciará un scram del reactor. Esta es la característica de fallo sin riesgo del RPS.

7.2-12

7.2.4

Funciones de Scram y Bases para los puntos de ajuste de disparo.

Los párrafos siguientes describen las consideraciones funcionales para los parámetros vigilados por el RPS. En la tabla 7.2-1 se listan los puntos de ajuste y condiciones para puenteo de las funciones de scram. 7.2.4.1 Disparos por señales del Sistema de Monitoreo Neutrónico Estos disparos proporcionan protección al encamisado del combustible ante excesiva generación de potencia. Esta protección se lleva a cabo mediante el monitoreo del flujo neutrónico, iniciando el scram para no sobrepasar la Razón Mínima de Potencia Crítica (MCPR). 7.2.4.2 Disparo por Alta Presión en el Reactor Una presión elevada dentro de la frontera de presión significa una amenaza directa de ruptura en el sistema de enfriamiento del reactor, y una excursión de potencia en el núcleo generada por el colapso de vacíos de vapor. El scram contraataca el incremento de presión al reducir rápidamente la tasa de generación de calor de fisión en el núcleo. El scram por alta presión en el reactor también sirve como respaldo al scram por alto flujo neutrónico. En conjunción con las válvulas de seguridad/alivio, evita una sobrepresión de la vasija. 7.2.4.3 Disparo por Alta Presión en el Pozo Seco Un aumento anormal en la presión del pozo seco sería indicación de una ruptura en la frontera de presión, o una fuga excesiva en alguno de los sistemas. El scram ocurrirá para limitar la cantidad de energía que la contención primaria debe absorber como consecuencia de un accidente de pérdida de enfriador. 7.2.4.4 Disparo por Bajo Nivel de Agua en la Vasija El scram ocurrirá para evitar la operación a potencia cuando se tiene un nivel de agua menor al supuesto en el análisis de seguridad. Un bajo nivel de agua en el reactor indica que el núcleo está en peligro de estar enfriado inadecuadamente. 7.2.4.5 Disparo por Cierre de las Válvulas de Paro de la Turbina El cierre de las válvulas de paro de la turbina (apertura menor al 95%), con el reactor operando a potencia, puede dar como resultado una significativa adición de reactividad positiva al núcleo del reactor, como consecuencia del colapso de vacíos provocado por el aumento en la presión. El scram por cierre de las válvulas de paro de la turbina, que ocurre aún antes que el scram por alto flujo neutrónico o por alta presión en el sistema nuclear de suministro de vapor, proporciona un margen satisfactorio por debajo de los límites termohidráulicos para esta categoría de transitorio. Aunque el scram por alta presión en el sistema nuclear y la actuación de las válvulas de seguridad/alivio son adecuados para evitar una sobrepresurización del sistema nuclear, el scram por cierre de las válvulas de paro de la turbina proporciona un margen adicional respecto al límite de presión del sistema nuclear. Si el reactor está operando a menos del 27.5% de la potencia nominal, esto es, dentro de la capacidad de derivación de vapor hacia el condensador

7.2-13

principal, este scram no se efectúa. 7.2.4.6 Disparo por Cierre Rápido de las Válvulas de Control de la Turbina El scram por cierre rápido de las válvulas de control de la turbina es conocido también como scram por rechazo de carga del generador. Una discrepancia entre la potencia del reactor y la potencia de la turbina provocará el rápido cierre de las válvulas de control, generándose una situación similar a la del cierre de las válvulas de paro de la turbina. Este scram existe por las mismas razones descritas en 7.2.3.5. Si el reactor está operando a menos del 27.5% de la potencia nominal, esto es, dentro de la capacidad de derivación de vapor hacia el condensador principal, este scram no se efectúa. 7.2.4.7 Disparo por Cierre de las Válvulas de Aislamiento de las Líneas de Vapor Principal (MSIVs) El cierre de las MSIVs (Main Steam Isolation Valves), apertura menor al 92% con el reactor operando a potencia, causará un aumento en la presión de la vasija, con el consecuente colapso de vacíos, y la inserción de reactividad positiva. El scram por cierre de las MSIVs proporciona un margen satisfactorio por debajo de los límites termohidráulicos para esta categoría de transitorios. 7.2.4.8 Disparo por Alta Radiación en las Líneas de Vapor Principal Un nivel elevado de radiación detectado por los monitores de las líneas de vapor principal, en el área del túnel de vapor cercana a las MSIVs, provocará un scram del reactor. Tal situación indica una falla mayor del combustible en el núcleo, y el scram tiene la finalidad de reducir la formación de productos de fisión, y limitar así la liberación de éstos. 7.2.4.9 Disparo por Alto Nivel en el Volumen de Descarga de Scram El volumen de descarga de scram (VDS) recibe el agua desplazada por el movimiento de los pistones impulsores de las barras de control, durante un scram. En el caso de que el VDS acumule agua debido a posibles fugas en las válvulas de salida de scram, puede ocurrir que tal acumulación sea tal que cuando el scram sea necesario, éste no se lleve a cabo debido a que el VDS no tenga capacidad para recibir el agua desplazada. Para evitar esta situación, se realizará un scram cuando el nivel en el VDS sea tal que aún posibilite la rápida inserción de todas las barras de control. 7.2.4.10 Disparo por Selector de Modo del Reactor en APAGADO El interruptor de modo del reactor proporciona las funciones de protección apropiadas para la condición en la que el reactor vaya a ser operado. En el modo APAGADO, el reactor debe estar apagado con todas las barras de control completamente insertadas. Para obligar al cumplimiento de todas las condiciones definidas para este modo, al colocar el interruptor en APAGADO se iniciará un scram del reactor. Este scram no es requerido para proteger al combustible o a la frontera de presión del sistema nuclear, y no tiene ninguna relación con el objetivo de reducir al mínimo la liberación de material radiactivo desde estas barreras. La señal de scram es eliminada después de un breve retardo, permitiendo el restablecimiento del scram para restaurar el alineamiento normal de válvulas en el sistema hidráulico de los impulsores de

7.2-14

las barras de control. Este es el único scram que puede ser iniciado por una sola componente. 7.2.4.11

Disparo Manual por Accionamiento de los Botones de Scram

Con el fin de proporcionar al operador la capacidad de efectuar el scram manual, existen dos botones que permiten la realización del scram, estando cada botón asociado a cada canal. Mediante estos botones es posible efectuar la prueba de cada canal. 7.2.5

Restablecimiento de SCRAM (Figuras 7.2-3, 7.2-4, 7.2-5 y 7.2-6)

Una vez que el scram ha ocurrido y que la condición que lo provocó ya ha sido corregida, se requiere de un procedimiento manual para iniciar el proceso de retornar a la central hasta condiciones normales. Para esto se cuenta con un interruptor restablecedor. Son necesarias las siguientes condiciones para restablecimiento después de un scram: a)

todas las señales de scram deben ser eliminadas o apropiadamente puenteadas;

b)

deben transcurrir diez segundos desde que el scram inició; y

c)

El interruptor para restablecer debe colocarse momentáneamente en las dos posiciones de establecimiento.

El retraso de diez segundos se proporciona para permitir que las barras de control más lentas sean insertadas completamente en el núcleo del reactor, antes de que sea posible iniciar la secuencia de restablecimiento. Este retraso no se aplica al disparo de un solo canal debido a que no hay movimiento de barras de control. 7.2.6 Sistema Alternativo para la Inserción de Barras 7.2.6.1 Descripción General El Sistema Alternativo para la Inserción de Barras (ARI: Alternate Rod Insertion) es un respaldo del sistema de protección del reactor, y su función es la de realizar el scram, en caso de que el RPS no lo haya logrado, mediante el venteo de los cabezales de aire a presión que mantiene cerradas las válvulas de entrada y salida de scram. Tal venteo es realizado mediante dos válvulas de solenoide de tres vías, y normalmente desenergizadas, las que interrumpen el suministro de aire a presión proporcionado por el Sistema de Aire de Instrumentos de la Contención (CIA: Containment Instrument Air), lo que provoca la despresurización del cabezal de aire; tales válvulas se designan con las denominaciones F110A y F11B en la figura 7.2-7. Con el fin de realizar el scram ante falla del RPS, una válvula de 3 vías normalmente desenergizada (F160) y una válvula de 2 vías (F164 A) también normalmente desenergizada, abren para despresurizar el cabezal de aire de las válvulas piloto de scram. Una válvula en paralelo (F164 B) permite la prueba de la válvula de tres vías F160 sin despresurizar el cabezal de aire. El venteo de los cabezales de aire de los otros grupos de HCUs se realiza mediante la apertura de las válvulas F162 A/B (cabezal Este), y F162 C/D (cabezal Oeste), mientras que la despresurización de los cabezales de aire de las válvulas asociadas al VDS para venteo y drenaje es realizada por la apertura de las válvulas F163A/B y F164A/B.

7.2-15

7.2.6.2 Lógica del ARI. La lógica del ARI está constituida por dos canales, A y B. La energización de ambos canales es necesaria para la actuación del sistema, provocando la apertura de las nueve válvulas antes mencionadas, y despresurizando los cabezales de aire. El sistema puede probarse mediante la energización de cada canal por separado, verificando la apertura de las válvulas asociadas al canal en cuestión mediante luces indicadoras de posición (roja = abierta, verde = cerrada). La lógica del ARI es una lógica sellada, esto es, una vez iniciada la operación del ARI, no es posible suspenderla, ni restablecer el sistema antes de que transcurran 30 segundos a partir de su iniciación. La finalidad del sello de la lógica es permitir el venteo completo de los cabezales de aire. 7.2.6.3 Funciones de Scram Ante la falla del RPS, el ARI iniciará el scram al recibir cualquiera de las señales siguientes: -Bajo Nivel de agua en la vasija: N2: -90.2 cm. -Alta Presión en el reactor:73.68 kg/cm2 (señal de ATWS). -Señal manual de iniciación.

7.2-16

Tabla 7.2-1 Señales y Puntos de Ajuste para Scram

Señal

Causa Probable

Condición para puenteo (bypass)

Razón para Scram

Manual

Botones Accionados

N/A

Cuando el operador lo considere

Selector de modo del reactor en APAGADO

N/A

10 seg. después del scram

Obligar a observar las condiciones en PARADA

SRM muy alta escala 5X105 cps

Detectores no extraídos

Puentes instalados, o Selector de modo del reactor en MARCHA

Proteger integridad del encamisado del combustible

SRM Inope.

Bajo Voltaje, módulos desconec. o "bypassed"

bypassed; puentes instalados; SMR en MARCHA.

IRM Inoperativo

Bajo Voltaje Malas conexiones en equipo, o interruptor en "bypass"

Selector de modo del reactor en MARCHA

Proteger integridad del encamisado del combustible

IRM muy alta escala (120/125)

Falla para cambiar oportunamente de intervalo, o período del reactor muy corto

Selector de modo del reactor en MARCHA

Proteger el encamisado del combustible contra excesiva generación de potencia o período muy corto

APRM Inoperativo

Muy pocas entradas de LPRMs; mala conexión en circuitos o interruptor en "bypass"

Ninguna

Proteger integridad del encamisado del combustible

APRM alto flujo neutrónico en ARRANQUE (15%)

Alto flujo neutrónico para condición de ARRANQUE (transitorio anormal)

Selector de modo del reactor en MARCHA

Proteger el encamisado contra excesiva generación de potencia

APRM alto flujo neutrónico en MARCHA (118%)

Alto flujo neutrónico por transitorio anormal

N/A

Proteger el encamisado contra excesiva generación

7.2-17

Tabla 7.2-1 Señales y Puntos de Ajuste para Scram de potencia APRM alta potencia térmica 0.66w+51% (113.5% max) TD=6 seg

Alta potencia térmica por transitorio anormal

N/A

Proteger el encamisado contra excesiva generación de potencia

Alto nivel en VDS 17.4 gal.(66 litros) (122 cm)

Fuga en válvulas de salida de scram, o scram ocurrido previamente

Interruptor en BYPASS, y selector de modo del reactor en APAGADO o en RECARGA

Efectuar el scram cuando aún hay volumen suficiente para realizarlo

Cierre de MSIVs

Apertura menor al 92% en dos o más MSIVs

Selector de modo del reactor no en MARCHA

Proteger al encamisado ante inserción de reactividad positiva (colapso de vacíos)

Cierre de válvulas de paro de la turbina

Apertura menor al 95% en válvulas (por cualquier disparo de la Turbina)

Caudal de vapor menor al 27.5% del nominal

Proteger al encamisado ante inserción de reactividad (colapso de vacíos)

Cierre rápido de las válvulas de control de la Turbina (36 kg/cm2 en fluido EHC)

Rechazo de carga en el generador

Caudal de vapor menor al 27.5% del nominal

Proteger al encamisado ante inserción de reactividad (colapso de vacíos)

Alta Radiación en líneas de vapor principal (tres veces lo normal)

Falla mayor en el encamisado del combustible

Ninguna

Limitar la liberación de productos de fisión desde el combustible

Alta Presión en el reactor (72.9 kg/cm2 man.)

Transitorio anormal

Ninguna

Proteger la integridad de la frontera de presión del enfriador del reactor

Alta Presión en el Pozo Seco (0.118 kg/cm2 man.)

Ruptura de Tubería en el Pozo Seco

Ninguna

Reducir al mínimo la energía a ser absorbida en la alberca de supresión y evitar

7.2-18

Tabla 7.2-1 Señales y Puntos de Ajuste para Scram que el reactor vuelva a ser crítico Bajo Nivel en la Vasija (N3:+31.8 cm)

Transitorio anormal

Ninguna

7.2-19

Proteger al encamisado contra enfriamiento inadecuado

Tabla 7.2-1 Señales y Puntos de Ajuste para Scram

7.1-20

Tabla 7.2-1 Señales y Puntos de Ajuste para Scram

7.1-21