Nuevos racks de combustible nuclear y soluciones de control remoto para una operación de re-racking más eficiente y segura

Transcripción

1 ENSA (Grup SEPI) Nuevs racks de cmbustible nuclear y slucines de cntrl remt para una peración de re-racking más eficiente y segura 9 de abril de 2014

2 INTRODUCCIÓN El bjetiv general es dispner de un prces autmatizad y racinalizad para las peracines de racking y re-racking de cualquier tip de central nuclear, aumentand ls niveles de seguridad de la misma y minimizand ls niveles de radiactividad a que están expuests ls peraris, así cm ls cstes y tiemps de suministr, td l cual permitirá a Ensa alcanzar una psición de ventaja cmpetitiva frente a, sbre td, las grandes cmpañías. El pryect fue presentad al prgrama EUREKA! y btuv el sell E! el 12 de Marz de 2013 Aprbada financiación del CDTI el 24 de septiembre de 2013 Ha cmenzad el 19 de ctubre de 2012 y se espera su cnclusión para el 31 de Marz de 2015.

3 INTRODUCCIÓN Qué sn ls Racks? Bastidres de almacenamient de cmbustible usad de alta radiactividad Se almacenan baj agua en piscinas en tda central nuclear para su enfriamient. Cada planta cuenta cn racks de diseñ específic de acuerd a sus necesidades y nrmativas aplicables.

4 INTRODUCCIÓN Qué es el re-racking? Operación de sustitución de racks, pr trs nuevs de mayr capacidad de almacenamient de cmbustible, a fin de maximizar la capacidad de las piscinas. Interviene persnal de frma directa, expuests a la radiación de ls residus y pr tant hay que adptar frtísimas medidas de seguridad que cnllevan alts cstes y alargan la peración.

5 NECESIDAD DEL PROYECTO Las raznes que mtivan el acmeter el presente pryect: Niveles de radiación sbre ls trabajadres: se ha detectad la necesidad de cnvertir ls actuales equips en equips cntrlads remtamente, para minimizar el riesg sbre el persnal y dinamizar las peracines, reduciend tiemps y cstes. Cstes asciads a la n estandarización: cada central nuclear cuenta cn diseñs específics en sus piscinas y racks, de acuerd a ls diseñs riginales de la planta. Incertidumbre en ls cálculs de znas críticas: en algunas znas críticas cm la interfase rack-piscina la simulación del cmprtamient estructural se ha realizad de frma separada para cada una de las estructuras (rack y piscina) pr tratarse de ds materiales distints (hrmigón y acer) y cn cmprtamient n lineal. Nuevas exigencias tras el accidente de Fukusima: este accidente ha bligad a las centrales, sbre td las de cnstrucción más antigua, a llevar a cab pruebas de estrés, a fin de garantizar que la planta es capaz de resistir las cndicines más extremas.

6 OBJETIVOS OBJETIVOS TÉCNICOS Cncebir un nuev diseñ de rack que permita el cumplimient de ls estricts requisits de seguridad independientemente de las particularidades de diseñ de ls diferentes peradres y para diferentes tips de cmbustible gastad. Incrprar al diseñ el análisis del cmprtamient de la interfase que frma la estructura rack bra civil (piscina). Desarrllar un métd fiable de sujeción de las celdas sbre la estructura del rack, basad en pestañas y evitand sldaduras adicinales. Reducir al mínim la dsis de radiación durante las peracines de reracking, cntrland las peracines de frma remta desde fuera de las piscinas. OBJETIVOS COMERCIALES: Alcanzar el mercad glbal de peracines de re-racking entrand cn fuerza en países cm Krea, Japón China así cm en países eurpes cm Francia Finlandia.

7 ACTIVIDADES DE I+D+I TAREA 1: Diseñ y cálcul de un nuev rack estandarizad TAREA 2: El prces de fabricación de racks TAREA 3: Slucines de cntrl remt para peracines de re-racking in-situ. TAREA 4: Validación del sistema.

8 ACTIVIDADES DE I+D+i Tareas / subtareas O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M 1. Diseñ y cálcul de nuev rack estandarizad 1.1. Cálcul sísmic 1.2. Cálcul mecánic 1.3. Cálcul termhidráulic 1.4. Cálcul de criticidad 1.5. Cálcul de impact 2. Nuev prces autmatizad de fabricación de racks en serie 3. Desarrll de slucines de cntrl remt para peracines de reracking in-situ 3.1. Slucines para el transprte y manipulación de ls racks y del cmbustible 3.2. Slucines de cntrl remt para peracines en las piscinas de racks 4. Validación del sistema de re-racking desarrllad

9 ACTIVIDADES DE I+D+I TAREA 1: Diseñ y cálcul de un nuev rack estandarizad Ls clientes requieren un pes limitad en el prduct final. Necesari estudis de fabricabilidad cn especial énfasis en las secuencias de sldaduras, de manera que un diseñ cn fuerte reducción de pes y la gran cantidad de sldadura sea fabricable. Será la primera vez que Ensa cnciba diseñs de rack que cumplan el códig RCCM. Para el nuev diseñ de rack se llevará a cab un cálcul sísmic much más exigente que el dispnible pr parte de Ensa actualmente. El principal ret asciad a est será cmpaginar la reducción de pes final del prduct cn el cumplimient de este nuev requisit de seguridad, much más exigente.

10 ACTIVIDADES DE I+D+I Diseñ y fabricación de celdas: La prpuesta de diseñ cnsiste en una única celda plegada cuadrada, a la que se le realizarán tres pliegues y que será sldada lngitudinalmente para su cnfrmad final. En ls racks se instalan placas de acer brad en ls racks que impiden la reacción en cadena El diseñ de celda prpuest incluye una nueva idea de fijación de estas placas, más efectiva. Diseñ de la placa base

11 ACTIVIDADES DE I+D+I TAREA 2: El prces de fabricación de racks Se llevarán a cab ensays de fabricación para verificar la idneidad de las slucines de fabricación, y se cnstruirán prttips del rack desarrllad en la tarea T1 para validar su diseñ y el prces de fabricación. A través de ests prttips será psible: Optimizar la secuencia de sldadura, garantizand las defrmacines exigidas. Optimizar ls prcess de mecanizad. Validar td el prces de prducción.

12 ACTIVIDADES DE I+D+I TAREA 3: Slucines de cntrl remt para peracines de reracking in-situ. Se desarrllará un prces estandarizad de re-racking in-situ, que se pueda extender a cualquier situación cn las mínimas mdificacines. Para ell, desarrllará un cnjunt de sistemas y slucines, que serán cntrladas remtamente, resultand en una mejra de ls niveles de radiación sprtads pr ls trabajadres. Sistema de vigas fuera del agua Prpuesta de nuev utillaje de manipulación estandarizad

13 ACTIVIDADES DE I+D+I TAREA 4: Validación del sistema de re-racking desarrllad Se llevará a cab la validación del prces estandarizad de re-racking in-situ desarrllad a través de ensays, en una piscina experimental (en las instalacines de Ensa). La validación cnsistirá en la calificación de la secuencia de instalación cmpleta, siend necesari simular de manera muy precisa las cndicines en la piscina real. Para ell, ls prttips de racks fabricads en la Tarea 3 se instalarán de tal manera que las herramientas de manipulación puedan ser prbadas cn td tip de alturas, trayectrias e interferencias cn dimensines similares a la piscina real.

14 CONCLUSIONES Las nvedades tecnlógicas del pryect sn: Llevar a cab la simulación de elements cn cmprtamient n lineal (hrmigón) y el análisis de sus interfases cn acer, previend su cmprtamient cnjunt. Este tip de análisis aplicad a racks es de nvedad mundial. La nueva placa base cn espesres reducids más del 50% en relación a l utilizad nrmalmente. Nuevas slucines de ls materiales a utilizar, estudiand sus espesres, sus características mecánicas, etc. para sprtar un seísm del dble de intensidad de la que sprtan trs racks similares actualmente Realizar una única sldadura lngitudinal sbre el rack, garantizad la estabilidad estructural en celdas de tan sól 2 mm de espesr. Fijación de placas de acer brad a través de pestañas, evitand tener que hacer la sldadura de mayr númer de apéndices a la celda. Slucines de cntrl remt para peracines de re-racking in-situ, frente a las slucines actuales que requieren la intervención directa de ls peraris in-situ.

15 CONCLUSIONES Las innvacines tecnlógicas descritas sn a nivel internacinal, y permitirán a Ensa un psicinamient cmpetitiv ventajs frente a sus cmpetidres, al frecer a menr cste un nuev prduct en cumplimient de ls más estricts niveles de seguridad y un prces de re-racking ttalmente autmatizad y cntrlad remtamente, para mayr seguridad de ls trabajadres implicads.

16 ENSA (Grup SEPI) Oficina Central: Jsé Ortega y Gasset 20-5º Madrid, España Tel.: Fax: cmmercial@ensa.es Instalacines: Juan Carls I, Maliañ, Cantabria, España Tel.: Fax: cmmercial@ensa.es