Evaluación específica de calificación ambiental de equipo para una central nuclear

Transcripción

1 El ININ hoy Evaluación específica de calificación ambiental de equipo para una central nuclear Por Edwina E. García Hernández César Augusto ernández Domínguez INTRODUCCION Para la operación segura de una central nuclear es fundamental asegurar y demostrar que los sistemas y equipos eléctricos relacionados con la seguridad (Clase 1E) y sus interfaces pueden desempeñar sus funciones esenciales como paro de emergencia del reactor, aislamiento del contenedor primario, enfriamiento y remoción del calor residual del núcleo del reactor y contener o prevenir una liberación significativa de material radiactivo al ambiente, funciones asignadas durante operación normal, anormal y en caso de accidentes postulados. Esto es un requerimiento de la regulación nuclear, que involucra el concepto de Calificación de Equipo (CE), entendida como la generación y el mantenimiento de evidencias documentadas que demuestren que el equipo operará adecuadamente para cumplir con los requerimientos del sistema de la planta. El desempeño de un equipo se ve afectado por sus condiciones de servicio que involucran tanto las ambientales (temperatura, humedad, radiación, vapor, presión, rocío de agua o químico, vibración, movimiento sísmico), como las operacionales (cargas, ciclos mecánicos y eléctricos, desgaste mecánico, vibración inducida, autocalentamiento y condiciones del proceso). Todas ellas conducen a una degradación paulatina, envejecimiento o, en un caso drástico, a un fallo inmediato. Por ello, en la Calificación de Equipo se toman en cuenta los mecanismos de envejecimiento, el efecto sísmico y los posibles efectos de Accidentes Base de Diseño Postulados (DBA, por sus siglas en inglés). De acuerdo con el Código ederal de Regulaciones (10 C R 50.49), en una central nuclear se deben establecer estrictamente los lineamientos para la calificación ambiental de equipos eléctricos relacionados con la seguridad instalados en un ambiente clasificado como severo, dadas las condiciones ambientales de temperatura, humedad relativa y radiación que pueden presentarse durante un DBA. En particular, la Evaluación Específica de Calificación Ambiental de Equipos implica la revisión y análisis del proceso de pruebas que establecen los proveedores o fabricantes en la calificación ambiental genérica del equipo suministrado, a fin de verificar su idoneidad y aplicación con respecto a las condiciones y perfiles de un DBA requeridos en una planta nuclear. De esta actividad se deriva la aceptación o rechazo del equipo -desde el punto de vista de su calificación para un uso específico- y además hace posible el establecimiento de un programa de actividades en la central nuclear para la implementación de los Requisitos de Mantenimiento de Calificación, como parte del cumplimiento de los requerimientos de la Licencia de Operación relacionados con 15

2 calificación de equipo. REQUISITOS DE CALI ICACION AMBIENTAL DE EQUIPO Los requisitos para demostrar la calificación ambiental de un equipo, se especifican principalmente en el Código ederal de Regulaciones 10.C R y en la norma IEEE- 323, e incluyen: a) Principios de la Calificación. 4 La calificación del equipo debe ser demostrada preferentemente por pruebas. Los análisis y la experiencia operacional de otras plantas, podrán ser usados como complemento de las pruebas. 4 Los procedimientos de la calificación deben asegurar que se cubren o se exceden los requerimientos y condiciones de servicio (temperatura, presión, radiación, ciclos de uso, voltaje, etc.). 4 La calificación debe ser documentada evidenciando la aplicación de Garantía de Calidad en su desarrollo. 4 Las interfaces del equipo deben ser incluidas en la calificación (cajas de conexión, tablillas terminales, cables, conduits, zapatas). b) Métodos de Calificación Aplicables. Por pruebas, por análisis, «on-going» (por desempeño en planta, más pruebas), o bien, por combinación de estos métodos. c) Aplicación de márgenes para los Requisitos de uncionamiento y las condiciones normales de servicio y de accidente, temperatura, presión, radiación, ciclos de uso, voltaje, tiempo, etc., vigentes en las pruebas. d) Secuencia de Pruebas de Calificación. Es muy importante seguir el orden establecido en la normativa, porque es la secuencia más conservadora, a menos que sea justificado un cambio específico, para el equipo que se esté probando. e) Documentación de la Calificación. Generación de un reporte de calificación que evidencie el proceso de calificación realizado, las bases de la calificación establecidas en un plan de pruebas, los datos de prueba y de análisis obtenidos, determinación de su vida calificada y la conclusión de que el equipo cumple con los requisitos especificados para su función designada en la planta, en condiciones normales y de accidente, aún al final de su vida útil. DESCRIPCION DEL REPORTE DE CALI ICACIÓN El Reporte de Calificación, está conformado principalmente con la siguiente información: a) Descripción del equipo que se califica. b) Requisitos de funcionamiento. c) Condiciones normales y de accidente. d) Requisitos de instalación. e) Plan de Pruebas aplicado. f) Alcance de la calificación. g) Secuencia de pruebas y su desarrollo. h) Descripción de las instalaciones de prueba. i) Instrumentación empleada en las pruebas y mediciones del equipo. j) Información sobre la calibración de la instrumentación. k) Procedimientos de prueba. l) Registros de las pruebas (resultados, gráficas, datos de precisión e incertidumbre). m) Determinación de Vida Calificada. n) Evaluación de resultados. o) Información adicional de soporte (cuando 16

3 es requerida). p) Aplicación de Garantía de Calidad. q) Conclusiones. ANALISIS DE SIMILARIDAD ENTRE EL EQUIPO PROBADO Y EL INSTALADO Uno de los principales conceptos que deben ser revisados para la evaluación específica de la calificación, es la similaridad existente entre el equipo probado (espécimen) y el equipo instalado en la planta. Esto se obvia cuando el equipo sometido a pruebas de calificación es igual, del mismo modelo y fabricante, al que está instalado. Cuando no es así, es fundamental que en la evaluación se analicen las similitudes y diferencias existentes entre el equipo probado y el instalado, verificando también si los especímenes tienen categoría de Garantía de Calidad en su producción o bien, si son de Grado Comercial. De estos análisis debe deducirse si los equipos son de fabricación similar o igual, si los materiales degradables son los mismos o equivalentes y si tienen la misma función dentro del equipo. El resultado del análisis de similaridad impacta directamente en la representatividad del comportamiento de los especímenes durante las pruebas, con respecto al funcionamiento real y la degradación esperada del equipo instalado. Para que la calificación sea aceptada en principio, el análisis de similaridad debe concluir en una equivalencia técnica justificada entre el equipo probado y el instalado. EVALUACION DE LOS PARAMETROS DE CALI ICACION Generalmente los Reportes de Calificación proporcionados por los fabricantes o proveedores de los equipos, no contienen suficiente información para demostrar la calificación específica de planta, por lo cual deben ser revisados, verificados y complementados con análisis y en ocasiones, con pruebas adicionales para demostrar su aplicabilidad específica. Teniendo como base los requisitos y condiciones ambientales aplicables a un equipo relacionado con la seguridad de una central nuclear en particular, la evaluación específica de su calificación comprende la revisión y análisis, con fines de intercomparación, de los siguientes elementos: a) Requisitos de calificación desarrollados en el Reporte (condiciones ambientales: normales y de accidente, parámetros de funcionamiento y su duración en accidente). b) Similaridad del equipo probado y el instalado. c) Configuración del equipo durante las pruebas. Limitaciones presentadas. d) Datos de materiales degradables del equipo y su función. e) Secuencia de pruebas y márgenes aplicados. f) Desarrollo de las pruebas y perfiles DBA aplicados. g) Resultados de la calificación. h) Criterios de aceptación aplicables en la calificación y su cumplimiento. i) Determinación de Vida Calificada. j) Anomalías presentadas durante la calificación y su resolución. Para llevar a cabo la evaluación específica de la calificación, deben tenerse disponibles los estándares IEEE y los criterios reguladores aplicables (Guías DOR, NUREG-0588, IEEE-323), los reportes de pruebas de calificación, datos sobre los materiales degradables del equipo e información técnica adicional de soporte como: otros tipos de pruebas de los materiales y de calificación relacionadas (envejecimiento térmico, exposición a la radiación y resultados de determinación de propiedades de materiales de acuerdo a normas y estándares nacionales e internacionales, ANSI, ASTM, NOMX), datos e información del fabricante (manuales, planos y 17

4 dibujos) y reportes de experiencia operacional. El desarrollo de la evaluación específica y las conclusiones de la misma, deben realizarse, documentarse y conservarse bajo procedimiento, constituyendo con el reporte o reportes de calificación de referencia y la información adicional, un paquete documental auditable, que evidencia la calificación del equipo en cuestión. DETERMINACION DE VIDA CALI ICADA. Una vez que se ha concluido la evaluación específica de la calificación de un equipo, con resultados aplicables para la central nuclear en particular, en el informe de la evaluación debe incluirse la determinación de la vida calificada del equipo, que se mantendrá a través del reemplazo de sus partes de repuesto (componentes degradables por temperatura, radiación y/o ciclos mecánicos-eléctricos), con frecuencias de cambio establecidas con base en las condiciones ambientales (temperatura, radiación) y de servicio (ciclos de uso), de las zonas de la planta donde se encuentra instalado el equipo. REQUISITOS DE MANTENIMIENTO DE LA CALI ICACION. La evaluación específica de la calificación también debe determinar si son necesarias actividades especiales de mantenimiento, inspección, vigilancia adicional y reemplazo de partes, a fin de mantener al equipo en un estado calificado durante su tiempo de vida instalada. Esto genera acciones de entrada para la preparación de un programa de mantenimiento predictivo para el equipo calificado. La evaluación específica debe identificar el conjunto mínimo de actividades de mantenimiento, necesarias para preservar la validez de las conclusiones de la calificación, que se documentan como Requisitos de Mantenimiento de la Calificación, estructurados con la siguiente información para su aplicación por el personal de operación de la planta: a) Información del equipo. b) Requisitos complementarios de mantenimiento. 4 Almacenamiento 4 Instalación. 4 Identificación de Partes de Reemplazo. 4 recuencia de Reemplazo. 4 Ensamble/desensamble 4 Inspección 4 Calibración 4 Información sobre experiencia operacional. c) Recomendaciones. d) Referencias Tres aspectos del Laboratorio de Calificación Ambiental de Equipo del ININ 18

5 PARTICIPACION DEL ININ EN LA ELABORACION DE DOCUMENTOS DE CALI ICACION DE EQUIPO PARA LA CENTRAL LAGUNA VERDE. El Departamento de Calificación y Verificación de la Calidad de Equipos del ININ (CV), ha realizado servicios de Calificación de Equipo para la Central Laguna Verde (CLV), desde Dentro de estos servicios se encuentra la elaboración de informes de calificación y de requisitos de mantenimiento de la calificación de equipos Clase 1E, instalados en ambiente severo en la planta. Las principales familias de equipos para las que se han preparado y/o actualizado estos documentos son: 4 Interruptores de presión y de nivel. 4 Transmisores de presión. 4 Elementos de temperatura. 4 Válvulas solenoide y de aislamiento. 4 Motoválvulas 4 Motores. 4 Penetraciones eléctricas. 4 Amortiguadores hidráulicos. 4 Unidades de control hidráulico. 4 Válvulas de seguridad y alivio. 4 Cables y conectores eléctricos. La preparación de estos documentos toma como base los lineamientos técnicos de la norma IEEE- 323, el reporte de calificación de cada familia de equipos, los manuales y catálogos de fabricante y las condiciones ambientales y de servicio, especificadas por la CLV para cada tipo de equipo. Asimismo, la CLV y el CV, han preparado procedimientos específicos para la elaboración de estos documentos, que deben ser revisados técnicamente por ambas organizacines y liberados por Garantía de Calidad, tanto del ININ como de la CLV. Los informes y los requisitos de mantenimiento de la calificación, constituyen evidencias documentales, exigidas a la planta por el organismo regulador nacional como requisito de licencia de operación. La aplicación de los requisitos de mantenimiento de la calificación, es fundamental para establecer la confianza de que los equipos Clase 1E de la planta, actuarán bajo demanda en condiciones normales y también de accidente. La participación del ININ en estos servicios, ha permitido integrar un grupo de ingenieros especialistas calificados y aprobados por la CLV, que adicionalmente han propuesto y generado servicios de ingeniería relacionados, tales como elaboración de la Lista de Calidad, de Requisitos Técnicos de Compra y preparación de documentos de evaluación de la calificación, por modificaciones en la planta, que involucran al equipo relacionado con la seguridad. RE ERENCIAS 1. IEEE-323 Std «IEEE Standard for Qualifying Class IE Equipment for Power Generating Stations». 2. Regulatory Guide R.G.1.89 Rev.1. «Environmental Qualification of Certain Electric Equipment Important to Safety for Power Plants». Regulatory Commission. USA. June C R50.49 «Environmental Qualification of Electric Equipment Important to Safety for Power Plant». Code of ederal Regulations. USA. 4. NUREG 0588 «Interim Staff Position on Environmental Qualification of Safety Related Electrical Equipment». Regulatory Commission. USA. 5. «Power Plant Equipment Qualification Reference Manual». EPRI PIV-108 Rev. 5 «Revisión de la Calificación Sísmica-Ambiental de Equipos Clase 1E de la CLV». C E. Noviembre PAI-16 Rev. 1 «Mantenimiento de la Calificación Ambiental de los Equipos de la CLV». C E. Junio P.CV-06 Rev. 4. «Elaboración de Informes». ININ. Sept P.CV-4 Rev. 6 «Servicios de Revisión de la Calificación Ambiental de Equipo Clase 1E de la Central Laguna Verde». Sept ININ. 19