Condensador de la Unidad 1 de la Central de energía nuclear South Texas Project

South Texas Project Nuclear Power Station
STP Unit 1 Condenser
Severe Calcium Scaling in STP Titanium Tubing
Close Up View of Thickened Calcium Scale Removed at STP
Bill Moye and Rod Wagner of STP

Remoción de depósitos de incrustaciones de 96.234 tubos de condensadores

La Central de energía nuclear South Texas Project (STP) fue puesta en marcha para funcionamiento en 1988. La Unidad 1 es de carga base y produce 1.250 megawatios de energía. Hay 96.234 tubos de condensadores de titanio, con D.E de tamaño 3/4" por 22 BWG en el condensador multietapas. Se sabía que los tubos en el condensador estaban sucios con carbonato de calcio; sin embargo, se desconocía el alcance de la suciedad antes de la parada de funcionamiento. La última limpieza efectiva del condensador de la Unidad 1 había sido conducida cinco años antes y sólo se habían notado depósitos de calcio delgados en aquel momento. Es bien sabido que la suciedad del condensador puede tener un impacto importante en el funcionamiento de la unidad: incrementa la tasa de transferencia térmica de la unidad y también puede limitar la capacidad de generación de la unidad. Sin embargo, debido al tamaño y a la capacidad de un condensador, y a las características de transferencia de calor de un tipo de depósito, la suciedad puede seguir sin reconocerse hasta que la velocidad de formación de depósitos alcanza un nivel avanzado. Como fue el caso en la Central de energía nuclear South Texas Project en Wadsworth, Texas.

Las inspecciones al condensador revelan incrustaciones importantes

Una vez en el sitio, los técnicos de limpieza de CONCO comenzaron una inspección sistemática de los tubos de los condensadores de la Unidad 1. Se tomaron muestras y los análisis mostraron que los depósitos eran una forma muy tenaz de carbonato de calcio, o calcita (CaCO3). Si bien la suciedad misma de los tubos es perjudicial para el desempeño de la central y la contrapresión de la turbina, generalmente consiste, en STP, de diversos grados de sedimento y crecimiento biológico, desde algas hasta briozoos, almejas y mejillones, cuya remoción no es extraordinariamente difícil.

Las incrustaciones de carbonato de calcio, sin embargo, plantean un problema serio que, hasta hace poco, desafiaban los procedimientos de remoción estándar. Es un compuesto cristalino que se encuentra en materiales tales como la piedra caliza y el mármol. En STP, se analizó un muestreo de los tubos para ver el espesor del CaCO3. El espesor oscilaba de 0,19 mm a 0,79 mm, con un promedio de 0,48 mm. Se concluyó que el desempeño del condensador de la Unidad 1 se seguía deteriorando debido a las crecientes incrustaciones en el D.I. de los tubos y escombros que obstruían los tubos.

Se eligió a Cal-Buster™ de Conco como la mejor tecnología disponible para remoción de incrustaciones

"El Cal-Buster™ de Conco es un limpiador de tubos único, a diferencia de cualquier otro en el mundo", aclara Greg Saxon, Presidente de Conco Systems. El limpiador especialmente diseñado tiene dos hileras de cuatro ruedas de carburo montadas a través de la circunferencia. Estas ruedas de carburo actúan como cortadoras de vidrio cuando entran en contacto con las incrustaciones de CaCO3. Dependiendo del espesor de las incrustaciones, pueden hacer falta una o más pasadas del Cal-Buster™ para fracturar completamente la unión de las incrustaciones al material del tubo. Una vez que se fractura la incrustación, se remueve con facilidad con los limpiadores de tubos C3S o C4S TruFit™ de Conco, que empujan la incrustación en tiras hacia afuera. En el caso de STP, debido a la severidad de las incrustaciones, se utilizaron siete tamaños diferentes de Cal-Buster™ para los diámetros internos que oscilaban desde 0,620" hasta 0,694".

Comienza el trabajo en la limpieza de 96.234 tubos para quitar el CaCO3

El trabajo en equipos de ocho técnicos en turnos de doce horas, todo el día, tomó aproximadamente 5 1/2 días para limpiar cada caja de agua. Cada equipo utilizó cuatro sistemas de limpieza de tubos de dos pistolas ProSeries™ de Conco, que impulsaban los limpiadores de tubos con una presión de agua de 200-300 PSI. Se utilizaron tres sistemas ProSeries™ en el extremo de la toma y uno en el extremo de la salida para usar cuando se necesitaba "disparar hacia atrás y hacia adelante" para liberar el limpiador atascado ocasionalmente.

Las siguientes dos cajas de agua se limpiaron de forma similar a la primera, pero la cuarta caja de agua presentó un problema adicional. Aquí, más del 50% de los tubos estaban completamente bloqueados en las veinte hileras superiores. Se determinó que estos tubos podrían limpiarse, pero que se requeriría tiempo adicional para usar el HydroDrill™ de Conco y descargas. El HydroDrill™ es un sistema flexible con capacidades para utilizar ejes fijos y flexibles y configuraciones de broca variables. En este escenario, se utilizó un eje flexible con una broca tamaño 0,650" para quitar suficiente depósito para permitir que atravesasen los Cal-Busters™. Las medidas de diámetro interno del tubo superior oscilaban desde 0,583" hasta 0,690" como resultado de las incrustaciones de CaCO3. Después de limpiar con los limpiadores Cal-Busters™ y TruFit™, se realizaron inspecciones de luz estándar que indicaron que los tubos estaban limpios y sin depósitos. Las cajas de agua restantes se limpiaron satisfactoriamente utilizando una combinación de limpiadores Cal-Buster™, TruFit™ y ocasionalmente hidroperforación, según fuese necesario.

Resultados posteriores a la limpieza

En total, se quitaron, 5,7 metros cúbicos de carbonato de calcio, que pesaban más de 2.268 kg, de los 96.234 tubos del condensador en la Unidad 1. Como resultado de la remoción de incrustaciones realizada por Conco, South Texas Project informa un importante incremento de aproximadamente 3 megavatios de potencia. Los resultados fueron tan positivos que South Texas Project utilizó a Conco para la limpieza de la Unidad 2, con resultados similares de más de 1.360 kg de incrustaciones removidas.