El combustible irradiado como residuo

Transcripción

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2 JORNADA CONJUNTA ICAI-SNE 2010 El ciclo del combustible nuclear De la mina al futuro Segunda parte del ciclo El combustible irradiado como residuo ICAI ( ) Juan Enrique Martinez

3 EL CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR 3

4 QUÉ ES LO QUE HAY QUE GESTIONAR? LOS RAA: TIPOS: El Combustible Gastado (Ciclo abierto) Los Vidrios de alta actividad (Ciclo cerrado) PRODUCCIÓN DE CG PARA 1 C.N. DE 1000 MWe: 1/3 1/4 del núcleo por recarga Variable en función (esquema ciclos) P. Ej.: CNT 44; CNA 64; CNC PRODUCCIÓN DE VIDRIOS: ½ por EC. Función (quemado, enriquecimiento ) 4

5 GESTIÓN DE CG Y RAA. TRANSFORMACIÓN DEL COMBUSTIBLE ACTÍNIDOS MINORITARIOS VITRIFICADO 0,1% U-235 3% PLUTONIO 1% (50% Np, 47% Am, 3% Cu) PRODUCTOS DE FISIÓN 2,9% (Y, Tc, Nd, Zr, Mo, Ce, Cs, Rt, Pd, etc.) U % URANIO 96% (0,9 % del U-235) COMPOSICIÓN COMBUSTIBLE FRESCO COMPOSICIÓN COMBUSTIBLE GASTADO 5

6 CANTIDADES TOTALES DE CG Y RAA A GESTIONAR EN ESPAÑA TIPOS CANTIDAD % PWR 14x14 Westinghouse 377 elementos COMBUSTIBLE GASTADO PWR 17x17 Westinghouse PWR 16x16 KWU elementos elementos 79% BWR 8x8 GE, SVEA elementos Total: elementos (~ tu equivalente) ALTA ACTIVIDAD (REPROCESO VANDELLÓS I) Residuos vitrificados 84 cápsulas de 150 litros 1% Residuos bituminizados bidones de 210 litros MEDIA ACTIVIDAD (REPROCESO VANDELLÓS I) Residuos tecnológicos 126 contenedores de 1,2 m 3 Piezas de Magnesio y Grafito bidones de 225 litros 20% ACTIVIDADES DE DESMANTELAMIENTO Diversos residuos acondicionados m 3 6

7 EL ALMACENAMIENTO TEMPORAL

8 EJEMPLOS DE TECNOLOGÍAS DE ALMACENAMIENTO TEMPORAL ALMACENAMIENTO EN PISCINAS EL AGUA PROPORCIONA: Refrigeración Blindaje Confinamiento NECESIDAD DE SISTEMAS AUXILIARES: Purificación Refrigeración Aporte de agua de emergencia Tratamiento de residuos 8

9 EJEMPLOS DE TECNOLOGÍAS DE ALMACENAMIENTO TEMPORAL ALMACENAMIENTO EN SECO CONTENEDORES METÁLICOS: Almacenamiento Almacenamiento y transporte CONTENEDORES DE HORMIGÓN NICHOS DE HORMIGÓN CÁMARAS O BÓVEDAS 9

10 EJEMPLOS DE TECNOLOGÍAS DE ALMACENAMIENTO TEMPORAL EJEMPLOS DE CONTENEDORES METÁLICOS 10

11 EJEMPLOS DE TECNOLOGÍAS DE ALMACENAMIENTO TEMPORAL EJEMPLOS DE SISTEMAS DE HORMIGÓN (NICHOS) 11

12 EJEMPLOS DE TECNOLOGÍAS DE ALMACENAMIENTO TEMPORAL EJEMPLOS DE SISTEMAS DE HORMIGÓN (CONTENEDORES) 12

13 EN EL MUNDO PAIS EMPLAZAMIENTO I=INDIVIDUAL C=CENTRALIZADA TECNOLOGÍA PRAIRE ISLAND, SURRY, ETC. I CONTENEDORES METÁLICOS USA CLAVETR CLIFFS, OCONEE, ETC. I SILOS Y NICHOS DE HORMIGÓN FORT ST. VRAIN I CÁMARAS CANADÁ PICKERING PH1 I CONTENEDORES DE HORMIGÓN GENTILLY, POINT LEPREAU, ETC. I SILOS DE HORMIGÓN ALEMANIA AHAUS Y GORLEBEN C CONTENEDORES METÁLICOS FRANCIA LA HAGUE C PISCINAS, CÁMARAS CADARACHE C CÁMARAS SUIZA ZWILAG C CONTENEDORES METÁLICOS BÉLGICA MOL C CÁMARAS DOEL I CONTENEDORES METÁLICOS HOLANDA HABOG C CÁMARAS SUECIA OSKARSHAM C PISCINAS REINO UNIDO SELLAFIELD C PISCINAS WYLFA I CÁMARAS FINLANDIA LOVIISA Y OLKILUOTO I PISCINAS HUNGRÍA PAKS I CÁMARAS 13

14 LA SITUACIÓN EN ESPAÑA CAMBIO DE BASTIDORES

15 CENTRALES NUCLEARES EN ESPAÑA ASCÓ I Y II ALMARAZ I Y II VANDELLÓS I TRILLO VANDELLÓS II JOSÉ CABRERA COFRENTES 15

16 LA SUSTITUCIÓN DE LOS BASTIDORES DATOS DE LAS PISCINAS DE LAS CENTRALES ESPAÑOLAS AL Central Capacidad total Núcleo reserva Capacidad útil Cambiando bastidores Combustible almacenado Saturación sin "reracking" Saturación con "reracking" Zorita (*) Garoña Almaraz Almaraz Ascó Ascó Cofrentes Vandellós Trillo (*) (*) Adicionalmente hay 378 Elementos almacenados en seco en 18 contenedores DPT en el ATI de Trillo y 377 elementos almacenados en contenedores HI-STORM (Hormigón) en ATI Zorita UNIDAD: ELEMENTO COMBUSTIBLE 16

17 CAMBIO DE BASTIDORES EN LAS PISCINAS 17

18 LA SITUACIÓN EN ESPAÑA EL CONTENEDOR DPT Y EL ALMACÉN DE C.N. TRILLO

19 ALGUNOS DATOS SOBRE EL CONTENEDOR DPT MATERIALES: Cuerpo multipared: Ac. Inox. Plomo Ac.Inox. NS4FR Ac. Inox. Bastidor: Discos Ac. Inox. y Al. Tubos de Ac. Inox. y Al. Borado Tapas de cierre de Ac. Inox. Anillos de cierre metálicos Limitadores de impacto: Madera - Ac. Inox. 19

20 ALGUNOS DATOS SOBRE EL CONTENEDOR DPT CAPACIDAD: 21 elementos tipo 16 x del tipo utilizado en C.N. Trillo 20

21 ALGUNOS DATOS SOBRE EL CONTENEDOR DPT (cont.) CARACTERÍSTICAS DEL COMBUSTIBLE: Grado de quemado: < Mwd/tU Enriquecimiento inicial máximo en U-235: < 4% Tiempo de enfriamiento: > 5 años > 6 años > 9 años 21

22 CARGA DEL CONTENEDOR EN C.N. TRILLO 22

23 CARGA DEL CONTENEDOR EN C.N. TRILLO 23

24 EL ALMACÉN DE CONTENEDORES DE C.N. TRILLO EL ALMACÉN TEMPORAL DE TRILLO: 24

25 EL ALMACÉN DE CONTENEDORES DE C.N. TRILLO 25

26 EL ALMACÉN DE CONTENEDORES DE C.N. TRILLO 26

27 EL ALMACÉN DE CONTENEDORES DE C.N. TRILLO 27

28 LA SITUACIÓN EN ESPAÑA EL SITEMA HI-STORM Y EL ATI DE LA C.N. JOSÉ CABRERA

29 ALMACENAMIENTO EN LA C.N. JOSÉ CABRERA ALGUNOS DATOS GENERALES CONDICIONANTES DEL DISEÑO Parada de la central el 30 de Abril de 2006 Almacenamiento de CG e Internos del Reactor 3 años de enfriamiento máximo del último núcleo 377 ECs de bajo quemado y enriquecimiento inicial Limitaciones debidas a la propia central y disponibilidad de datos: Grúa (70 t) Capacidad estructural de los suelos de paso (75t) Pequeña zona de carga en la piscina Almacenamiento combustible dañado (25 elementos) 29

30 LA VISIÓN GENERAL DE LOS SISTEMAS HI-STAR / HI-STORM HI-STORM STORage Module MPC Multi-Purpose Canister HI-TRAC TRANsfer Cask HI-STAR Storage, Transport and Repository 30

31 EQUIPO AUXILIAR 31

32 ALMACENAMIENTO EN LA C.N. JOSÉ CABRERA UBICACIÓN DE LA INSTALACIÓN 32

33 ALMACENAMIENTO EN LA C.N. JOSÉ CABRERA LA INSTALACIÓN 33

34 ALMACENAMIENTO EN LA C.N. JOSÉ CABRERA Evolución de la carga 34

35 EL ATC Y SU CENTRO TECNOLÓGICO

36 UN POCO DE HISTORIA ACTUACIONES INTERNAS EN TORNO AL ATC: 1. Proyecto inicial del ATC (1988): Instalación mixta piscina contenedores 2. Anteproyecto instalación bóvedas en 1995 Comparación tecnologías Completar el conocimiento de soluciones tecnológicas para un posible ATC 3. Anteproyecto de una instalación ATC de bóvedas en 2003: Dimensionado y consolidación del prediseño de la instalación Actualización de costes que soportan el PGRR Confección del Estudio de Seguridad del Diseño Genérico de un ATC Apreciación favorable por el CSN del diseño genérico en

37 LA INSTALACIÓN ATC LA INSTALACIÓN ATC PERSIGUE ALMACENAR: En Seco (en Bóvedas) el combustible gastado y los RAA vitrificados En Naves de Hormigón el resto de residuos de media actividad TECNOLOGÍAS SELECCIONADAS POR CRITERIOS DE: SEGURIDAD: - Confinamiento por barreras múltiples - Refrigeración pasiva - Bajas dosis ECONÓMICOS: - Compacta y modular - Bajos costes de operación ESTRATÉGICAS: - Gran vida de diseño - Carácter reversible - Integración de la celda caliente REFERENCIAS PROBADAS 37

38 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN ATC 38

39 CONFIGURACIÓN DE LA INSTALACIÓN ATC VALLADO DE LA INSTALACIÓN. DISTANCIA MÍNIMA: 100 m Bunker de Almacenamiento de Residuos de Media Actividad Bloque D Bloque E Bloque F Bloque G Bloque H Bloque J Bloque K Área de Recepción Bloque A Edificio de Procesos Bloque B Edificio de Servicios y Sistemas Auxiliares Bloque C Edificio de Almacenamient: EB1 Edificio de Almacenamient: EB2 Edificio de Almacenamient: EB (TIP) LARGO: 283 M; ANCHO: 78M; ALTO RESPECTO AL SUELO: 26M (CHIMENEAS 45M) 39

40 DISPOSICIÓN GENERAL EN NIVEL 0, CONTENEDORES CBFc2 (136 POSICIONES MAX.) 1320 BIDONES DE GRAFITO-MAGNESIO (1370 POSICIONES MAX.) 1022 BIDONES DE BITUME,N (1058 POSICIONES MAX.) ÁREA DE ALMACENAMIENTO DE SOBREEMBALAJES ÁREA DE LA GRUA DEL BUNKER DEPÓSITO DE RESIDUOS LÍQUIDOS ADAPTADOR DE ALTURA DEL CONTENEDOR ADAPTADOR DE ALTURA DEL CONTENEDOR TUNEL DE TRANSFERENCIA ESCLUSA ESCLUSA ESCLUSA BÓVEDA DE ALMACENAMIENTO BÓVEDA DE ALMACENAMIENTO BÓVEDA DE ALMACENAMIENTO BÓVEDA DE ALMACENAMIENTO ADAPTADOR DEL CONTENEDOR AL CUADRO DE TRANSFERENCIA GRUPO HIDRÁULICO DE LA PUERTA DEL BUNKER ALMACÉN LIMITADORES DE IMPACTO VÍAS PARA CONTENEDORES DE TRANSPORTE DE RESIDUOS DE MEDIA Y DE ALTA MAESTRO / ESCLAVO MANIPULADOR SALA DE MANTENIMIENTO PLATAFORMA MÓVIL VÍAS PARA CONTENEDORES DECOMBUSTIBLE ZONA DE ALMCTO. DE TRÁNSITO ESCLUSA SOPORTE DE VOLTEO DEL CONTENEDOR UNIDAD DE VENTILACIÓN ZONA DE TRANSITO SOPORTE TALLER ADAPTADOR DE ALTURA DEL CONTENEDOR ADAPTADOR DE ALTURA DEL CONTENEDOR ADAPTADOR DE ALTURA DEL CONTENEDOR ESCLUSA SALA DE MANTENIMIENTO ENTRADA DE AIRE ENTRADA DE AIRE ENTRADA DE AIRE ENTRADA DE AIRE ALMACENAMIENTO DE GASES ENTRADA D DE AIRE UNIDAD DE TRATAMIENTO DE AIRE DE VENTILACIÓN DE EDIFICIOS ASCENSOR OFICINA CONTENEDOR DIESEL SUBESTACIÓN ELÉCTRICA TRANSFORMADOR ÁREA DE RECEPCIÓN Y ALMACENAMIENTO DE CÁPSULAS VACIAS ALMACENAMIENTO FUEL OIL 40

41 SECCIÓN DE LA INSTALACIÓN NIVEL NIVEL NIVEL NIVEL NIVEL CELDA DE DESCARGA CONTENEDOR DE MANEJO ZONA DE PREPARACIÓN DE CONTENEDORES NIVEL NIVEL NIVEL

42 H (See note 1) (HEIGHT OF CUPRO-ALU AND HOLLOWED ALU BLOCK INTERNAL PARTS) (EXCEPTED FOR FUEL ASSEMBLIES AND BOTTLES TYPE 14 x 14) 2920 (HEIGHT OF CUPRO-ALU AND HOLLOWED ALU BLOCK INTERNAL PARTS) (ONLY FOR FUEL ASSEMBLIES AND BOTTLES TYPE 14 x 14) El combustible irradiado como residuo DETALLE DE LOS POZOS Y CÁPSULAS DE ALMACENAMIENTO PITCH = 1600 x PITCH = 1600 x 1750 Ø 920 Ø 220 HEAT INSULATING THICKNESS: 50mm Ø ext x 10 thk SHIELDING PLUG HEAT INSULATING THICKNESS: 50mm Ø ext x 10 thk SHIELDING PLUG Ø ext. 910 x 6 thk Ø ext. 610 x 3 thk (Air double jacket) ext x 4 thk (Air double jacket) Ø int. 472 x 80 thk (WELL) Ø ext. 960 x 10 thk (WELL) CANISTERS (See detail) CANISTERS (See detail) 4 GUIDES INTERMEDIATE FLOOR 3 (clearance) 4 GUIDES INTERMEDIATE FLOOR SHOCK ABSORBER Ø ext. 810 x 4 thk LOWER GUIDE SHOCK ABSORBER Ø ext. 300 x 3 thk LOWER GUIDE DETAIL OF CANISTER SITE WELD AFTER x, y POSITIONNING ANCHORS (Out of scope) PLATE FOR HORIZONTALITY ADJUSTMENT SITE WELD AFTER x, y POSITIONNING PLATE FOR HORIZONTALITY ADJUSTMENT ANCHORS (Out of scope) NOTE 1 H = 3340 mm for short canister of fuel assemblies and bottles type 14x14 H = 5030 mm for long canister of fuel assemblies type BWR 8x8 bottles H = mm for standard canister (other fuel assemblies and bottles) 42

43 DETALLES DE LAS NAVES DE ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS DE MEDIA Edificio de hormigón armado de gran espesor Los bultos se almacenan segregados y apilados según sus características 43

44 LA VENTILACIÓN 44

45 EXPERIENCIA DE LA TECNOLOGÍA: TRANSPORTE, DESCARGA EN SECO Y ALMACENAMIENTO 45

46 INSTALACIÓN HABOG (HOLANDA) MAQUINA DE CARGA EN LA BÓVEDA DE HABOG INSTALACIÓN DE HABOG FONDO DE TUIBOS EN HABOG 46

47 INSTALACIÓN HABOG (HOLANDA) 47

48 EL ATC, EL PARQUE TECNOLÓGICO Y EL EMPRESARIAL 48

49 EL ATC, EL PARQUE TECNOLÓGICO Y EL EMPRESARIAL Almacén Temporal Centralizado, 13 ha Centro Tecnológico, 7 ha 49

50 EL ATC, EL PARQUE TECNOLÓGICO Y EL EMPRESARIAL Parque Empresarial, 5 ha 50

51 207,2 207,2 196,7 196,7 79,0 79,0 68,5 68,5 El combustible irradiado como residuo PLANIFICACIÓN, INVERSIÓN Y EMPLEO A C T I V I D A D E S A T C C. T. P. E. CONSTRUCCIÓN PUESTA EN MARCHA RECEPCIÓN/ALMACENAMIENTO ALMACENAMIENTO CONSTRUCCIÓN OPERACIÓN CONSTRUCCIÓN OPERACIÓN INVERSIONES (M ) 384 M 13,7 M / AÑO 13,7 M / AÑO 13,7 M / AÑO 10,1 M / AÑO 10,1 M / AÑO 10,1 M / AÑO 10,1 M / AÑO EMPLEO DIRECTO (PERSONAS) 380 PERS. 120 PERS./AÑO 120 PERS./AÑO 120 PERS./AÑO 75 PERS./AÑO 75 PERS./AÑO 75 PERS./AÑO 75 PERS./AÑO 1ª FASE 2ª FASE 3ª FASE 51