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Catégorie :Category: mViewer GX Creator Lua TI-Nspire
Auteur Author: charlystark
Type : Classeur 3.6
Page(s) : 17
Taille Size: 1.61 Mo MB
Mis en ligne Uploaded: 12/07/2019 - 21:01:29
Mis à jour Updated: 12/07/2019 - 21:03:13
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Description 

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA NAVAL

EXAMEN SUSTITUTORIO MAQUINAS MARINAS II- (MV 316)

PREGUNTAS:

1.-Plantas de ingeniería Naval con el uso de reactores nucleares, exige
nuevas seguridades, debido a que el buque se mueve en todas las
direcciones debido al movimiento de la mar.
Contestar en forma concreta a las exigencias a bordo:
a) El buque debe cumplir ciertos requisitos de estabilidad
b) La potencia exigida a una planta propulsora marina es mucho menor
que la de las centrales térmicas modernas.
c) Se exige una mayor seguridad de funcionamiento.
d) Hay una limitación de volumen para la planta propulsora
e) Movimientos del buque y aceleraciones
Debido a los movimientos inducidos en el buque por las olas la instalación
del reactor:
f) Cuales son las consideraciones para la instalación del reactor y cuales
son las exigencias de las sociedades de clasificación
- La situación del reactor a bordo: explicar en forma resumida
- Velocidad del buque: explicar en forma resumida
- Tamaño del buque: explicar en forma resumida
g) Exigencias de estabilidad
h) Potencia y hogar nuclear



2).- Plantas COGOG.
a) Cuáles son las consideraciones para la marinizacion de las turbinas a
gas para estas plantas navales instaladas en buques militares
b) Cuáles son las consideraciones para la marinizacion de los motores
marinos para estas plantas navales instaladas en buques militares
c) Explicar como funcionan este tipo de plantas de acuerdo al sgte.
grafico.
d) En esta solución CODOG , como se alcanza la velocidad de crucero.




3.- Propulsión Naval con sistema de vapor.

a) Cuáles son las consideraciones y las variables de presión y
temperaturas alcanzar la velocidad máxima en esta planta naval
instaladas en buques militares
b) Cuáles son las consideraciones y las variables de presión y
temperaturas alcanzar la velocidad de maniobra en esta planta naval
instaladas en buques militares
c) Explicar como funcionan este tipo de plantas .

4.- Propulsión nuclear naval: responder en forma concreta
a) Componentes principales

A pesar de las numerosas variaciones posibles en diseño y componentes de los sistemas de
un reactor nuclear, hay, sin embargo, un determinado número de elementos generales
comunes a la mayoría de los reactores.
En líneas generales, un reactor consta de un núcleo activo en el que se mantiene la fisión
en cadena y en el que se libera en forma de calor, la mayor parte de la energía de fisión. El
núcleo contiene el material fisionable en forma adecuada; es decir, el combustible del
reactor, y también en caso necesario el moderador. Las cantidades relativas y la
naturaleza del combustible y del moderador determinan la energía de los neutrones que
originan la mayoría de las fisiones. El núcleo está rodeado por el reflector, cuya
composición depende de la energía de los neutrones. La combinación núcleo – reflector
junto con otros componentes presenten como refrigerante y estructura, deben ser capaces
de mantener una fisión en cadena.


El control, incluyendo el arranque, funcionamiento a cualquier nivel de potencia y la
parada, se obtiene bien por medio de varillas que contienen un gran absorbente de
neutrones o moviendo partes del núcleo o reflector de tal forma que aumente o disminuya
el escape de neutrones. El funcionamiento del reactor a niveles de energía elevados
depende de la facilidad para extraer calor, producido por la fisión, a la misma velocidad
con que se produce. Esto lleva consigo la utilización de un refrigerante que debe circular a
través del reactor de tal forma que se mantenga una distribución de temperaturas lo más
uniforme posible.


Los reactores de acuerdo con la energía de los neutrones que producen la mayoría de las
fisiones, se clasifican en térmicos, rápidos e intermedios.


En los reactores térmicos la mayoría de las fisiones son producidas por neutrones
térmicos, para conseguir estos neutrones es necesario introducir un moderador en el
núcleo, para que los neutrones pierdan su energía por choques. La gran ventaja de los
reactores térmicos es la gran flexibilidad que se puede obtener en su tamaño variando la
naturaleza y propiedades del combustible y el moderador. Su principal inconveniente es la
pérdida de neutrones debido a las capturas parásitas en los materiales estructurales,
refrigerante, moderador, y el reflector así como en los productos de fisión.


En un reactor rápido la mayoría de las fisiones se producen por interacción del material
fisionable con neutrones de alta energía, es decir, neutrones que han sufrido poca
moderación a partir de la energía de fisión. Consecuentemente se debe evitar la utilización
de materiales de peso atómico bajo que moderan los neutrones. Las capturas parásitas no
ofrecen problemas en los reactores rápidos (las secciones eficaces de captura para
neutrones rápidos son generalmente pequeñas).


Un reactor rápido exige un combustible enriquecido como mínimo un 25% en U_235,
Plutonio 239 o U_ 233, debido a la mayor cantidad de material fusionable necesario para
obtener la criticidad, sin embargo, no necesita moderador pudiendo ser su tamaño crítico
muy pequeño lo que dificulta la extracción de calor a potencias elevadas.




b) Combustible

Se llama combustible nuclear al material que contiene el isótopo fisionable, su
composición puede variar desde el uranio natural hasta el uranio altamente enriquecido o
puede ser plutonio 239 o uranio 233. En la naturaleza sólo existe el U_235 en una
proporción del 0.7% aproximadamente en el uranio natural. El Plutonio_239 y el Uranio
_233 se pueden obtener a partir de U_ 238 (99% aproximadamente en el uranio natural) y
del Torio_232 (casi el 100% en el torio natural) respectivamente captura neutrónica.


Aunque el U_238 y el Torio_232 pueden fisionarse por neutrones rápidos de energía
superior a 1 MeV, no es posible sustentar una reacción en cadena con estos isótopos, así
que no constituyen materiales fisionables (materiales que experimentan fisión con
neutrones de todas las energías). Los únicos materiales fisionables son el U_233, U_235 y
Pu_239. Debido a que el U_238 y el Torio_232 se pueden convertir en especies fisionables
reciben el nombre de materiales fértiles.


Algunos reactores pueden utilizar combustibles sólidos; uranio metálico o una aleación
uranio – aluminio o dióxido de uranio (UO2). El material combustible normalmente se
introduce en una vaina metálica para protegerlo contra reacciones químicas con el aire,
agua u otros materiales utilizados como refrigerantes. La vaina también tiene por objeto
evitar el escape de los productos de fisión. Otros reactores han sido diseñados para utilizar
combustibles fluidos, como una solución de sal de uranio en agua. La vida (grado de
quemado) de un elemento combustible en un reactor nuclear está limitada por una serie de
factores. Uno de los factores que limitan este tiempo es el daño producido por las
radiaciones. Cuando los materiales sólidos están sometidos a la acción de partículas
radiactivas de alta energía, tales como neutrones, los átomos se desplazan de su posición
normal en la red cristalina, produciéndose cambios en las propiedades del material. Los
daños producidos por la radiación en los elementos combustibles son más acusados debido
a la acción de los fragmentos de fisión, que poseen energías elevadas, así como a los
neutrones y rayos gamma. Otra limitación que restringe el grado de quemado de los
elementos combustibles es que a medida que funciona el reactor disminuye el material
fisionable y aumentan las capturas neutrónicas parásitas por los productos de fisión. Este
último aspecto se conoce como envenenamiento por productos de fisión. Esta limitación en
el grado de quemado podría evitarse parcialmente, introduciendo material fértil en los
elementos combustibles, pero más o menos pronto habría que parar el reactor para
recargarlo con combustible nuevo.


c) Refrigerantes

Asi como no existe un moderador ideal, tampoco existe un refrigerante perfecto para
extraer el calor producido por un reactor. Los materiales propuestos como refrigerantes
son el agua ordinaria, el agua pesada, metales líquidos, líquidos orgánicos y gases. Cada
uno de ellos tienen sus ventajas y sus inconvenientes.


Tanto el agua ordinaria como el agua pesada son buenos refrigerantes para reactores
térmicos, en cuanto se refiere a sus propiedades térmicas. Pero para funcionar a elevadas
temperaturas hay que emplearlas a presiones elevadas.
Con temperaturas más elevadas se emplean los metales líquidos. El mejor de todos es el
sodio, ya que es un material excelente para extraer el calor y no es necesario someterlo a
presión.


Los gases más prácticos como refrigerantes son el nitrógeno y el dióxido de carbono. El
nitróngeno tiene mejores propiedades térmicas y es menos radiactivo que el CO2 pero
absorbe neutrones con más facilidad. El principal inconveniente que poseen los gases es
que a menos que se utilicen a presiones relativamente elevadas, el coste de bombeo es
considerable.
Los refrigerantes circulan por el reactor en circuito cerrado, llamado circuito primario, y
para mantener el refrigerante en circulación es preciso un sistema de bombeo.


d) Vasija del reactor

La vasija del reactor contiene normalmente al núcleo, incluyendo el refrigerante, y a veces
también parte del reflector.


En los reactores refrigerados por agua, las presiones son elevadas, por lo que la vasija,
llamada en este caso vasija de presión se ha de proyectar para tales presiones.
Normalmente las presiones de agua a presión son más elevadas que las de agua hirviendo,
dicha diferencia de presiones da lugar a di...

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