Problemi con le portate di raffreddamento a Fukushima (upd2)

Le notizie che ci arrivano questa settimana da Fukushima, non sono esattamente quelle che vorremmo sentire, con progressi, passi in avanti e nuovi cantieri aperti. Il protagonista, in negativo, è il sistema di iniezione di acqua di raffreddamento nei tre reattori, che ha avuto e, per il momento, continua ad avere importanti cali di portata, ovvero non riesce a portare la quantità di acqua che gli operatori hanno prestabilito (link).

Come funziona

Il sistema di raffreddamento dei reattori è complesso e ridondante. Bisogna sottolineare che l'apparato attualmente in funzione utilizza solo alcuni degli elementi normalmente utilizzati dal reattore in condizioni normali, altri elementi sono stati aggiunti proprio per gestire questa situazione di emergenza. In ogni reattore viene iniettata acqua attraverso due circuiti, quello denominato FDW e che è il circuito che raffredda la parte bassa del vessel e quello denominato CS che spruzza acqua dall'alto. L'acqua refrigerata a 19 gradi raggiunge questi due circuiti di distribuzione attraverso vari impianti indipendenti, collegati a pompe diverse e che prendono acqua da sorgenti differenti. Questo per garantire la massima ridondanza di tutti i sottosistemi che possono fallire.


Al momento viene utilizzata la linea che è stata battezzata come normale e che prende acqua dalle cisterne refrigerate poste al termine del processo di decontaminazione attraverso quattro pompe (due in funzione e due di riserva). Da queste pompe, l'acqua viene mandata ai reattori e il flusso (cioè i metri cubi all'ora) viene misurato in sei punti, ovvero in ingresso ai due sistemi di raffreddamento di ciascuno dei tre reattori.

Cosa è successo

A partire dal giorno 30 agosto, tutti e sei i misuratori di flusso hanno iniziato a misurare una rapida diminuzione della portata, persino sotto i valori minimi fissati da TEPCO per i tre impianti (R1 = 4.3 m3/h, R2 = 6.1 m3/h e R3 = 6.1). Immediatamente è stato dato l'ordine di aumentare la portata, opportunamente agendo sulle valvole o sulle pompe, ai valori previsti, ma nonostante questa operazione, già eseguita più volte e con successo in passato, la portata continua a diminuire. Qui sotto, vostra comodità riportiamo il grafico della portata del reattore 2 affiancato a quello della temperatura del fondo del vessel, dove gli effetti negativi di una perdita di raffreddamento dovrebbero mostrarsi immediatamente.

Vi ricordiamo che questi grafici verranno automaticamente aggiornati ogni mattina fino al prossimo sabato e che potete sempre trovarli sul nostro sito www.grafici-reattori.tk, insieme anche a quelli per gli altri due reattori. Per vedere lo stesso grafico ingrandito potete cliccare sul link posto sotto.Come potete vedere, fino ad oggi, l'effetto delle variazioni di portata non hanno causato nessuna reazione sulla temperatura del fondo del vessel, ma è chiaramente il sintomo di un problema da non sottovalutare per nulla.

Cosa può essere la causa e cosa si sta facendo

La prima causa di questo malfunzionamento è una perdita lungo la linea. Infatti se non è stato toccata nessuna impostazione e l'acqua in arrivo su tutti è sei i misuratori subisce una riduzione, è possibile che ci sia una fuoriuscita di liquido dalla parte di circuito che è comune a tutti gli impianti. TEPCO ha verificato questo tratto alla ricerca di perdite e non ha trovato nessuna perdita.

La seconda causa che è stata ipotizzata era la presenza di aria dentro alle pompe, cosa che può succedere e che di fatto riduce di molto l'efficacia di pompaggio del motore. Per capire se questa è l'origine del problema, le due pompe (A e C) in funzione al momento della diminuzione della portata sono state arrestate e al loro posto messe in funzione quelle di riserva (B e D) . Una volta arrestate, sono state aperte le valvole di ventilazione, ovvero quelle che permettono di far uscire l'eventuale aria accumulata tra le pale, ma per entrambe non sono state rivelate quantità di aria tali da giustificare questa perdita di portata.

Al momento la situazione è costantemente monitorata e la portata è aggiustata di ora in ora in modo da mantenere il valore vicino a quello previsto. Qualora ci fossero delle novità vi terremo aggiornati.

Aggiornamento 03-09-2012 (upd) 

Nella giornata di lunedì 3 settembre, TEPCO ha pubblicato un documento (PDF) in cui fa un breve riassunto della situazione e presenta quelle che sono le manovre fino al momento implementate per risolvere il problema. Innanzitutto viene confermato il persistere del problema e viene dichiarato che la portata viene costantemente aggiustata per evitare diminuzioni. In altre parole, visto che il 30 agosto sono scesi sotto la portata minima prevista, adesso hanno messo un operatore che monitora la portata e la regola non appena questa scende.

Hanno pubblicato lo schema del circuito "normale" di raffreddamento che è come ce lo immaginavamo noi, ovvero c'è un gruppo di quattro pompe (le quattro di cui parlavamo nel paragrafo precedente) che prendono acqua dalla cisterna di stoccaggio acqua trattata e la inviano ai tre reattori. Nello schema vedete il dettaglio per il solo reattore 1, dovete semplicemente replicarli mentalmente anche per gli altri due. Ci sono due gruppi di valvole di regolazione del flusso, che funzionano tipo i rubinetti del lavandino di casa: il gruppo identificato dal numero 1 imposta la quantità di acqua inviata ad uno specifico reattore, mentre il gruppo 2 suddivide tra FDW e CS.

Una situazione comune per queste valvole - anche per i rubinetti di casa nel caso di acqua molto ricca di calcare - è che lo sporco tende ad accumularsi sulla strozzatura e sia necessario aprire e chiudere diverse volte la valvola per farne una specie di pulizia. Gli operatori hanno provato questa manovra, ma senza nessun risultato.

Una seconda manovra sempre per pulire le valvole di regolazione consiste nel tenerle più aperte in modo che la strozzatura sia minore riducendo la probabilità di accumulo. Per questo motivo hanno installato delle linee di bypass, ovvero una frazione dell'acqua inviata dalle pompe viene rimandata indietro alla cisterna in modo da poter lavorare con le valvole di regolazione molto più aperte di prima.

Restiamo in attesa di sviluppi [e se volete leggere la mia personale opinione riguardo a questa strategia, cliccate qui].

Immagini dalla buffer tank (upd2)

Nel precedente aggiornamento abbiamo detto che l'origine del problema doveva essere a monte rispetto alle valvole di regolazione flusso. I tecnici TEPCO sono andati a guardare con una camera subacquea la situazione all'interno della buffer tank, ovvero quella cisterna che contiene l'acqua proveniente dal sistema di decontaminazione dell'acqua e che viene inviata ai reattori. Sul fondo si vede un accumulo di detriti e anche una fanghiglia che potrebbe essere una formazione di alghe. Questi corpi estranei potrebbero essere la causa degli intasamenti a valle. Per eliminare micro-organismi non si può usare il cloro, come nelle piscine, perché danneggerebbe le tubature, ma esistono altri antibatterici altrettanto efficaci e che non compromettono le strutture metalliche.

Situazione dell'acqua

Concludiamo l'aggiornamento di questa settimana con i dati sulla situazione dell'acqua come fotografata il 29 agosto in questo PDF. Anche questa settimana, il risultato è stato migliore delle aspettative e il volume totale dell'acqua contaminata è sceso di 2500 tonnellate.

	Settimana precedente	Previsione per questa settimana	Settimana presente	Previsione per la settimana successiva
Acqua nei reattori + turbine	81 000	80 400	79 900	80 700
Acqua nello stoccaggio	18 770	18 910	18 370	16 740
Totale	99 770	99 310	97 270	97 770

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