Existen distintos tipos de reactores nucleares, no obstante, se pueden destacar dos diseños que suponen más del 80% de todos los que están en operación en el mundo: los de agua a presión (Pressurized Water Reactor, PWR) y los de agua en ebullición (Boiling Water Reactor, BWR).
En ambos casos, el agua desempeña a la vez las funciones de moderador y de fluido refrigerante, y circula a través del núcleo aumentando su temperatura. La diferencia fundamentan es que, para los PWR, debido a que operan en condiones de muy alta presión, el agua no alcanza la ebullición y se mantiene en estado líquido en todo su recorrido dentro del circuito del refrigerante del reactor, mientras que, en los BWR, el agua sale del núcleo en forma de vapor.
A modo de ejemplo, en un reactor PWR, existen tres circuitos de refrigeracion aislados entre sí:
- Circuito primario. Es el que está en contacto con el combustible.
- Circuito secundario. Agua-vapor.
- Circuito de refrigeración exterior. Es el que está en contacto con el medio ambiente
En esta figura se puede observar cómo el agua circula por el llamado “circuito primario” por medio de unas bombas que la impulsan a través del núcleo del reactor donde se calienta antes de dirigirse a los generadores de vapor. La presión del circuito primario se mantiene alta gracias al “presionador”, con lo que se evita la formación de vapor dentro de este circuito.
En estas centrales las barras de control están situadas en la tapa de la vasija del reactor y se insertan en el núcleo por su parte superior. En caso de demanda de parada rápida del reactor ésta se produce por la acción de la gravedad, al liberarse los mecanismos electromagnéticos de retención existentes.
El agua que sale de la vasija del reactor circula a través del circuito primario hasta entrar en los tubos, en forma de U invertida, de los generadores de vapor. Por el exterior de estos tubos circula el agua del circuito secundario, que se calienta convirtiéndose en vapor. El vapor se dirige a la turbina donde se expande haciéndola girar y moviendo el alternador, que es el componente en el que se produce la electricidad, la cual se envía al parque de transformación y, desde allí, a la red eléctrica exterior.
Como en cualquier central térmica, es necesario condensar el vapor del escape de la turbina para su retorno al ciclo de agua/vapor. La condensación se hace gracias a un circuito exterior de refrigeración que utiliza un gran caudal de agua que circula por el interior de los tubos del condensador, transportando la energía no aprovechable hasta el sumidero de calor de la central (río, pantano, mar o torres de refrigeración). El vapor que se condensa al contacto con los tubos del condensador es impulsado por las bombas de condensado y agua de alimentación para ser precalentado antes de su envío a los generadores de vapor.
La presión en el condensador es menor que la del circuito de refrigeración exterior, por lo que en caso de producirse una fuga en los tubos sería el agua de dicho circuito al que entraría en el condensador, evitando así posibles escapes al medio ambiente.
