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FABRICACIÓN DE INFRAESTRUCTURAS DE GENERACIÓN DE ENERGÍA MEDIANTE SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONES
1. Generador de turbina2. Intercambiador de calor3. Reactor4. Piso de mantenimiento5. Depósito de almacenamiento de combustible usado6. Ventilación de depósito de combustible7. Instalación de manejo de combustible8. Sala de control
Contexto del mercado emergente de los MMRLos Microreactores Modulares (MMR, por sus siglas en inglés) son un tipo de reactores de fisión nuclear más pequeños que los reactores convencionales; estos son fabricados en una planta y luego trasladados a las instalaciones para terminar de construirse.
Los reactores modulares necesitan menos construcción en las instalaciones, y tienen una mayor eficacia de confinamiento y una mayor seguridad de materiales nucleares. Los MMR han sido propuestos como una alternativa menos costosa frente a los reactores nucleares convencionales.
Un U-Battery es un microreactor modular (MMR) que será capaz de producir calor y energía local para una variedad de necesidades energéticas. El reto inicial era diseñar un sistema modular de generación de energía nuclear que fuese económicamente viable e intrínsecamente seguro.
Para situar esto en un contexto, los reactores nucleares a gran escala requieren una inversión de capital importante y dependen en gran medida de la infraestructura de las centrales nucleares. Los diseñadores estaban por tanto motivados para desarrollar reactores a menor escala, especialmente para países en desarrollo y zonas remotas alejadas de las redes eléctricas principales. El desarrollo de microreactores modulares ofrece una serie de oportunidades económicas, industriales y ambientales, contribuyendo a la solución de lo que se conoce como el «trilema de la energía» (energía de baja emisión de carbono, segura y asequible) y permitiendo una economía con baja emisión de carbono.
LEYENDACabezal de soldadura por haz de electrones
1. Generador de turbina2. Intercambiador de calor3. Reactor4. Piso de mantenimiento5. Depósito de almacenamiento de combustible usado6. Ventilación de depósito de combustible7. Instalación de manejo de combustible8. Sala de control
Este proyecto está cofinanciado por la Agencia de innovación del Reino Unido,
Innovate UK
El Desafío de la SoldaduraA nivel mundial, el 79 % de la electricidad se genera mediante procesos térmicos, en los cuales las centrales eléctricas convencionales proporcionan más del 62 % de la electricidad mundial y el restante 17 % se obtiene mediante procesos de fisión nuclear. Se espera que esto continúe aumentando (IEA, 2015).
Las centrales térmicas utilizan un gran número de componentes de «sección gruesa» (mayores de 20 mm) para muchas partes del circuito primario; cuerpos de bomba y válvula, sistemas auxiliares y otros componentes críticos de seguridad. Además, la demanda de energía eólica marina en el Reino Unido requiere que más de mil estructuras (torres y cimentaciones) o un millón de toneladas de acero sean fabricadas de manera rentable cada año.
La demanda de estructuras de acero de «sección gruesa» en la generación de energía ya es importante y continúa creciendo. La capacidad de fabricar estas estructuras de sección gruesa de manera rentable se ve limitada en parte por el tiempo de soldadura y los costes asociados. Por ejemplo, fabricar un monopilar típico de 40 metros de longitud (60 mm de grosor) puede llevar más de 6.000 horas de soldadura por arco eléctrico. Los beneficios a largo plazo de esta colaboración serán un incremento de los ingresos y las exportaciones, así como el asegurar trabajos de gran valor en los sectores manufacturero y de energía de baja emisión de carbono.
A nivel mundial, el 79% de la electricidad se genera mediante procesos térmicos.
El Reino Unido necesita fabricar más de un millón
de toneladas de acero de manera rentable
cada año.
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Este proyecto es una colaboración conjunta entre
La Solución EBManPowerPara reducir los costes, el tiempo de fabricación debe reducirse significativamente.
Cambridge Vacuum Engineering (CVE) ha desarrollado el sistema «EBFlow», un sistema basado en la alta productividad de la Soldadura por Haz de Electrones capaz de reducir el tiempo de soldadura a menos de 200 horas, lo que equivale a una reducción de costes de más del 85 %. El proyecto EBManPower implementará y validará el primer sistema EBFlow en un centro de fabricación grande para permitir la fabricación rentable de una infraestructura de generación de energía de gran tamaño.
Cammell Laird es uno de los constructores navales de fabricación pesada del Reino Unido y es el socio fabricante para el sistema U-Battery MMR. El proyecto EBManPower está previsto que termine en el año 2021 y tendrá un coste de 1,5 millones de libras esterlinas. Se implementará el sistema EBflow en las instalaciones de Cammell Laird en Birkenhead para fabricar de manera rentable un prototipo de recipiente presurizado para el U-Battery, y otros productos energéticos relacionados. Esta demostración práctica será fundamental para impulsar la implementación generalizada de las nuevas soluciones rentables para satisfacer las necesidades de bajas emisiones de carbono en el sector energético tanto en el Reino Unido como en ultramar.
Mayores beneficios del proyectoA largo plazo, un objetivo primordial de EBManPower es estimular el desarrollo de una tecnología de fabricación avanzada (soldadura por haz de electrones) de componentes para centrales nucleares que sea flexible y eficiente. Ya se han aplicado procesos similares con éxito en otros sectores industriales, pero es la primera vez que se aplica este enfoque en el sector de la energía.
El proyecto ha centrado su atención en reducir el coste de las estructuras de acero de «sección gruesa», aplicable tanto a estructuras nucleares como a estructuras de energía eólica marina. EBManPower explotará el revolucionario sistema EBFlow de CVE e innovará, demostrará y proporcionará un resultado explotable comercialmente. La validación en un entorno real es el objetivo final. El proyecto tomará un concepto de tecnología que ya ha demostrado su viabilidad, y dará el empuje final para que llegue al mercado. Los resultados se utilizarán para permitir que su consorcio de Reino Unido entre y compita en la cadena de suministro de componentes de plantas del sector energético y también ofrecerán oportunidades para otros sectores y clientes.
Nuestra tecnología revolucionaria EBFlow, plenamente desarrollada y promovida en Gran Bretaña, va a transformar
la productividad de los procesos de fabricación en todo el sector de la ingeniería pesada. En muchos casos, la velocidad
de soldadura puede ser 30 veces más rápida que con los métodos actuales
Bob Nicolson, Director Gerente de Cambridge Vacuum Engineering
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Los microreactores modulares son perfectos para los países en desarrollo y las zonas remotas
[email protected] 800861
Cambridge Vacuum Engineering, 43 Pembroke Avenue, Denny Industrial Centre, Waterbeach, Cambridge, CB25 9QX United Kingdom
