Sistema CNI: Funciones, Criterios y Operación en Centrales Nucleares

Funciones del Sistema CNI

Inyección de N²: Inyectar nitrógeno (N²) a la contención primaria a través de válvulas neumáticas para inertización o reposición, manteniendo una presión entre -0.035 y 0.052 kg/cm².
Inertización: La inertización de la contención se efectúa en condiciones 3 o 4 de la central, pero se podría realizar en condiciones 1, 2 y 3.
Respaldo de N²: Proporciona a la contención primaria un respaldo de N² que compensa la razón de fugas durante la operación normal de la planta.
Suministro a Componentes: Proporciona gas N² para componentes neumáticos del sistema CIA/P53 y para purga del sistema TIP/C51B.

Criterios Funcionales del Sistema CNI

Reducción de Oxígeno: El CNI está diseñado para reducir la concentración de oxígeno del 21% a menos del 4% en un tiempo de 4 a 6 horas.
Unidad Común: El CNI es común para ambas unidades. La razón de inertización es suficiente para la completa inertización de la atmósfera de una sola contención, no para la inertización simultánea de las dos contenciones (U1 y U2).
Control de Presión: La válvula de control de presión de nitrógeno para instrumentos CNI(T47)-PCV-3785 debe ser capaz de mantener la presión no mayor de 110 psig.

Criterios de Seguridad del Sistema CNI

Clasificación de Seguridad: El CNI se considera no relacionado con seguridad, no sísmico I y categoría de calidad Q.C., exceptuando las tuberías y válvulas de aislamiento localizadas en el edificio del reactor, que son categoría sísmica I y categoría Q.A.-2.
Operación en Condiciones Normales: El CNI solo opera en condiciones de operación normal de la planta. Por lo tanto, no se requiere para mitigar las consecuencias de un accidente o el paro seguro del reactor.

Operación del Sistema CNI

El N₂ líquido se extrae de dos tanques de almacenamiento de 11,000 galones y se proporciona a evaporadores ambientales con una capacidad total de 140,000 SCFH. El N₂ gaseoso pasa a través de un calentador eléctrico para garantizar una temperatura no inferior a 10°C. El nitrógeno, con una presión de 120 psig, se conduce hacia la válvula 1-CNI-AV-3789.

Desde allí, parte del gas N₂ se dirige a la válvula CNI(T47)-AV-3785 para instrumentos y purga del TIP. La otra parte pasa a través del orificio restrictor CNI(T47)-RO-001, que reduce la presión a 10 psig, y sigue su trayectoria a la válvula reductora de presión CNI(T47)-AV-3787. Con menos de 1 psig de presión a la salida de esta válvula, el gas N₂ continúa a través de una tubería de 6” hacia las válvulas de aislamiento CNI(T47)-AV-3790 y CNI(T47)-AV-3793, las cuales cerrarán por señal CIS y/o RIS.

El N₂ entra al ducto del sistema de purga de la contención (para el pozo seco a través de la válvula CNI(T47)-AV-3791 y para el pozo húmedo a través de la válvula CNI(T47)-AV-3795), inertizando así la contención primaria a través de las penetraciones X-53 (pozo seco) y X-66 (pozo húmedo). Para establecer una atmósfera inerte, el N₂ se introduce a través de las penetraciones mencionadas. La atmósfera de la contención se extrae a través de las penetraciones en el pozo seco X-50. La salida del aire es a través de las válvulas de bypass de salida del pozo seco PVP(T42)-AV-3777-II y PVP(T42)-AV-3778-I, y a través de las válvulas PVP(T42)-AV-3757/AD-3759. Del pozo húmedo X-67, la salida del aire es a través de las válvulas PVP(T42)-AV-3775-II y PVP(T42)-AV-3776-I, y a través de las válvulas PVP(T42)-AV-3757/AD-3759, pertenecientes al sistema de purga de la contención.

El flujo de purga se dirige a través del venteo de la planta, donde es monitoreado. En caso de que los niveles de radiación de la purga sean inaceptables, este se canaliza hacia el SGTS (Sistema de Tratamiento de Gases de Espera) antes de ser descargado a la atmósfera.

Señales de Cierre de Válvulas

Las válvulas CNI(T47)-AV-3790/3791/3792/3793/3794/3795 cerrarán por señal de aislamiento CIS y/o RIS, generada por cualquiera de los siguientes eventos:

Alta radiación en el ducto de extracción de la ventilación del edificio del reactor, mayor o igual a 5 MR/h.
Alta presión en el pozo seco (0.118 kg/cm²).
Bajo nivel de agua en el reactor N-2 (-90.17 cm).

Las válvulas CNI(T47)-AV-3783/3789 cerrarán automáticamente por:

Baja temperatura de N₂ en la línea de entrada a la válvula (T ≤ 0°C).

Grupo de Aislamiento

Grupo 3, con señales de:

Alta radiación en HVAC del reactor (5 MR/h).
Alta presión en el pozo seco (0.118 kg/cm²).
Bajo nivel de agua en el reactor N-2 (-90.17 cm).

Servicio del CNI

Dentro:

MSIV’s interiores.
RHR-AV-8206-8208-8146.
HPCS-AV-8190.
LPCS-AV-8167.

Fuera:

MSIV’s exteriores.
RFW-AV-9070-9114.
Sistema de purga del TIP.
Componentes neumáticos del CIA.

Detección de Fugas de Nitrógeno

La detección de una fuga de nitrógeno se reflejaría en la indicación de concentración de oxígeno del analizador del sistema de monitoreo de la contención primaria (2-D61-IR-64/63). Se aportan 300 SCFH para reposición.

Efecto en la Operación del Sistema CNI/T47 ante Pérdida o Mal Funcionamiento

T42: Si la tubería de esas penetraciones no estuviera operable, no habría forma de inertizar la contención primaria, así como también si alguna de las penetraciones de salida no estuvieran operables.
CIA: El sistema CNI/T47 proporciona N₂ para instrumentos a los equipos dentro del pozo seco y túnel de vapor. Si se perdiera presión del CIA/P53, no se afecta el CNI/T47, pero se perdería el respaldo en caso de que bajara la presión del CNI/T47.
NS4: Si no se contara con la señal de aislamiento del NS4 (CIS y/o RIS), la contención primaria (C.P) perderá su integridad, por lo que no se podría aislar en la parte correspondiente al sistema CNI.
D61: Proporciona un análisis de la concentración de oxígeno en la C.P. Si no se pudiera conocer la concentración de oxígeno a través de este monitoreo, no se podrá determinar cuándo suspender la inertización.
SGTS: En caso de que los niveles de radiación de la purga sean inaceptables, no podrá ser canalizado hacia el SGTS antes de ser descargado a la atmósfera.