Requisitos Regulatorios para Cálculos de Fatiga. Agosto 2013

Transcripción

1 Requisitos Regulatorios para Cálculos de Fatiga Agosto 2013

2 PROCESO DE RENOVACIÓN DE LICENCIA EN ESTADOS UNIDOS Innomerics S.L. 2

3 Proceso de renovación de licencia de centrales nucleares En Estados Unidos la operación de centrales nucleares más allá de los 40 años de diseño original está regulada por el proceso de renovación de licencia para la extensión de vida. Las bases de este proceso se establecen en la Parte 54 del Título 10 del Código de Regulaciones Federales (10 CFR 54). Los requisitos que debe cumplir una solicitud de renovación de licencia están detallados en el apartado 10 CFR 54.21, Contents of Applications Technical Information. Innomerics S.L. 3

4 Contenido de una solicitud de renovación de licencia Requisitos que debe cumplir una solicitud de renovación de licencia según 10 CFR 54.21: a) Debe contener una evaluación integral de la planta con los siguientes apartados: Lista de estructuras, sistemas y componentes (ESC) sujetos a revisión del envejecimiento. Descripción y justificación de los métodos empleados para la selección de ESC. b) Debe identificar y evaluar los denominados TLLAs ( Time- Limited Aging Analyses ) La fatiga es uno de los mecanismos de envejecimiento que deben incluirse en los TLLAs de una solicitud de renovación de licencia. Innomerics S.L. 4

5 Requisitos aplicables a los análisis de envejecimiento por fatiga La metodología aceptada por la NRC para dar cumplimiento al requisito de incluir el envejecimiento por fatiga dentro de los TLLAs de una solicitud de renovación de licencia está descrita en el documento NUREG El NUREG-1801 describe el alcance que debe tener un programa de gestión del envejecimiento por fatiga. Se requiere que la central disponga de capacidad de monitorización del envejecimiento por fatiga. En ningún caso se especifica el software que debe utilizarse para llevar a cabo la monitorización de la fatiga. Innomerics S.L. 5

6 Software de monitorización de fatiga Existen diversos paquetes de software que permiten realizar la monitorización del envejecimiento por fatiga descrita en el documento NUREG-1801 para cumplir con los requisitos de una solicitud de renovación de licencia según la regulación contenida en 10 CFR fatone, FAMOS, WESTEMS, FatiguePro La NRC no respalda ni requiere explícitamente el uso de ninguno de los paquetes de software existentes La NRC examina individualmente cada solicitud de renovación de licencia preparada por cada una de las centrales. FatiguePro no cuenta con aprobación genérica de la NRC para su uso en cálculos de fatiga asociados a renovación de licencia (ni ésta es necesaria). De hecho, de casos concretos pueden surgir observaciones de la NRC: ej., el 16/12/2008 la NRC emitió el Regulatory Issue Summary cuestionando varios aspectos de la metodología utilizada por FatiguePro para la realización de varios cálculos de fatiga presentados a la NRC. 6

7 Proceso de aprobación genérica utilizado por la NRC LICENSING TOPICAL REPORTS Innomerics S.L. 7

8 Proceso de Aprobación General: Licensing Topical Reports La NRC dispone de un proceso para revisar y aprobar metodologías de cálculo o diseño relacionadas con la seguridad nuclear y cuyo uso sea extendido en la flota de centrales nucleares. Este proceso consiste en la revisión y aprobación por parte de la NRC de un documento metodológico detallado que describe las bases técnicas, análisis y validaciones que sustentan el método propuesto. Dicho documento se denomina Licensing Topical Report. Los Licensing Topical Reports que han sido revisados por la NRC son consultables en su página web a través de ADAMS. No existe ningún Licensing Topical Report presentado por Structural Integrity para la aprobación de la metodología de FatiguePro por parte de la NRC. Conclusión: El uso de FatiguePro no está aprobado ni es requerido por la NRC, sino que se trata uno más de los diferentes paquetes de software disponibles en la industria nuclear para realizar cálculos de envejecimiento por fatiga. Innomerics S.L. 8

9 Regulación aplicable en Estados Unidos REQUISITOS DE CALIDAD Innomerics S.L. 9

10 Requisitos de garantía de calidad para centrales nucleares Los requisitos de garantía de calidad aplicables al diseño, fabricación, construcción y operación de estructuras, sistemas y componentes de instalaciones nucleares están descritos en el apéndice B del 10 CFR 50. Existen diversas organizaciones que han publicado estándares de calidad para dar cumplimiento a los requisitos del 10 CFR 50 Apéndice B En Estados Unidos, uno de los estándares con mayor consenso es el NQA-1, gestionado y mantenido por ASME. NQA-1, subparte 2.7, es el apartado del estándar específicamente relacionado con los requisitos de calidad aplicables a software utilizado en aplicaciones nucleares. Innomerics S.L. 10

11 Requisitos de calidad aplicable a software utilizado en aplicaciones nucleares En la industria nuclear se utilizan multitud de aplicaciones informáticas cuyo uso no es específico ni exclusivo del sector nuclear: Análisis estructurales ANSYS, Abaqus, Nastra, LS-Dyna, Mecánica de fluidos computacional CFX, OpenFOAM, Fluent, STAR-CD, Adquisición y análisis de datos operativos PI, Polyhedra DBMS, Ignition SCADA, NQA-1 describe los requisitos de verificación y validación de software para uso en la industria nuclear Innomerics S.L. 11

12 Verificación y Validación de software Validación del software: demostración de que el modelo matemático implementado en el programa informático es una representación válida del problema físico que se desea modelar. Verificación del software: demostración de que el modelo computacional produce los resultados correctos para el modelo matemático subyacente. El método de verificación y validación de software puede incluir cualquiera de las siguientes alternativas: revisión de diseño, cálculos alternativos, pruebas durante el desarrollo, o comparación con casos cuya solución es conocida. Los resultados de la verificación del diseño deben quedar adecuadamente documentados. Innomerics S.L. 12

13 Pruebas de uso Debe suministrarse un procedimiento de pruebas para que el usuario final compruebe el correcto funcionamiento del programa en su entorno final (hardware y sistema operativo). El procedimiento de pruebas debe llevarse a cabo siempre que el programa sea instalado en un ordenador diferente o cuando se realicen actualizaciones del sistema operativo. Los resultados del procedimiento de pruebas deben ser documentados y aprobados antes del uso del programa. Los casos de prueba suelen extraerse de artículos en publicaciones científicas o libros de texto. Innomerics S.L. 13

14 Validación y Verificación de fatone La licencia de fatone incluye el informe de validación en el que se describe el modelo matemático utilizado por el programa. fatone utiliza como benchmark de verificación el caso de estudio propuesto por el panel de expertos de fatiga coordinado por EPRI, cuyos resultados han sido publicados por la NRC en el artículo ASME PVP Los resultados de fatone para el caso de estudio tienen un error inferior al 0.1% con respecto al benchmark. Este error es inferior al obtenido por FatiguePro para el mismo caso de estudio. La licencia de fatone incluye un procedimiento de pruebas de verificación y una documentación de sus resultados en el sistema final utilizado por el usuario. El proceso de pruebas y la documentación de validación y verificación cumple con los requisitos del estándar ASME NQA-1 y, por tanto, del Apéndice B del 10 CFR 50. Innomerics S.L. 14

15 Experiencia Nuclear de fatone La monitorización de fatiga realizada por fatone está siendo utilizada por la Central Nuclear de Cofrentes para dar cumplimiento a los requisitos de renovación de licencia de dicha central nuclear. Los requisitos de renovación de licencia impuestos por el regulador nuclear español (Consejo de Seguridad Nuclear) son idénticos a los planteados por la NRC en 10 CFR El programa de gestión de fatiga implantado por C.N. Cofrentes fue auditado por el Consejo de Seguridad Nuclear en mayo de 2013 como parte de la Inspección del Programa de Gestión de Vida de dicha central. El feedback del Consejo de Seguridad Nuclear fue muy positivo. No se encontraron no conformidades ni propuestas de mejora asociadas al programa de monitorización de fatiga. Como parte de la licencia de fatone en una central nuclear, Innomerics se compromete a resolver cualquier cuestión metodológica planteada por el organismo regulador competente sin coste para el cliente. Innomerics S.L. 15

16 CONCLUSIONES La regulación aplicable a la solicitud de renovación de licencia en Estados Unidos, 10 CFR 54.21, no hace referencia explícita al uso de ningún programa concreto de cálculo de fatiga. fatone es un programa válido para su uso en aplicaciones nucleares de cálculo de fatiga. Su documentación de verificación y validación cumple con los requisitos del estándar ASME NQA-1 y, por tanto, del Apéndice B del 10 CFR 50. fatone ha sido utilizado con éxito en una central nuclear de diseño BWR en un país cuya regulación aplicable al proceso de renovación de licencia es idéntica a la descrita en 10 CFR Como parte de la licencia de fatone, Innomerics se compromete a resolver cualquier duda metodológica planteada por el organismo regulador competente relativa al uso de fatone para la monitorización de fatiga en centrales nucleares. Innomerics S.L. 16

17 Para más información sobre fatone: Contacto general Innomerics: Titularidad y confidencialidad Derechos de propiedad y copyright reservados por Innomerics S.L., sociedad con domicilio en calle Cardencha 33, Madrid, España, CIF B Este documento contiene información propiedad de Innomerics S.L. y se distribuye únicamente a clientes actuales o potenciales con la finalidad de resolver dudas sobre aspectos regulatorios relacionados con fatone. No está permitido cualquier otro uso de este documento o de la información que contiene sin autorización expresa de Innomerics S.L., incluyendo su redistribución a terceros que no sean clientes actuales o potenciales específicamente designados en las comunicaciones por medio de las cuales se hace disponible este documento. El receptor y usuario de este documento reconoce que la redistribución del mismo por cualquier medio a otros terceros, incluyendo entre otros a terceros que sean competidores actuales o potenciales de Innomerics S.L., representaría un uso no autorizado del mismo, que afectaría a los derechos e intereses de Innomerics S.L. El envío de este documento no supone la adjudicación de ninguna licencia o permiso para publicar o distribuir la información que Page contiene 17 sin la autorización previa de Innomerics S.L.