desarrollo tecnológico e innovación en las...

Desarrollo Tecnológico e Innovación en las Centrales Nucleares Españolas

XXIX Jornadas Nacionales sobre Energía y EducaciónMadrid, 7-8 Septiembre 2012

en las Centrales Nucleares Españolas

Lorenzo FranciaUNESA - Asociación Española de la Industria EléctricaDirección Nuclear

Aspectos técnicos estratégicos de los sistemas eléctricos

Redes inteligentes

Eficiencia energética

Operación a largo plazo

Recursos renovables Reducción de Gestión de

XXIX Jornadas FORO, Sep-12

Recursos renovables y su integración

Reducción de emisiones, ≈0

Gestión de recursos del agua

Retos significativos – Soluciones innovadoras

Cambio– Los sistemas eléctricos del mañana

se prevén diferentes.

Innovación tecnológica– Esencial para cumplir los retos

Retos significativos – Soluciones innovadoras


– Esencial para cumplir los retos técnicos en Generación, Transporte, distribución y suministro, y Uso de la electricidad.

Se requiere colaboración global

Energía nuclear en España

466 MW 1066 MW Unidad I: 1032 MW

Unidad II: 1027 MW


Unidad I: 1035 MW

Unidad II: 1045 MW

1092 MW

1087 MW

Indicadores de Funcionamiento en 2011


Las centrales nucleares (CC.NN.) españolas vienen colaborando en el desarrollo de programas de Desarrollo Tecnológico e Innovación / I+D+icomunes desde su puesta en funcionamiento.

Adicionalmente vienen colaborando con el CSN en el desarrollo de los proyectos de interés común

Desarrollo Tecnológico e Innovación nuclear en el Sector Eléctrico


desarrollo de los proyectos de interés común (Acuerdo de Colaboración (CSN-UNESA).

En los últimos años se ha hecho una reflexión sobre cómo optimizar los recursos dedicados a I+D+i.

Centrarse en áreas científico-tecnológicas de interés.Obtener productos de aplicación directa a las Centrales.Hacer un uso optimizado de los recursos:– Efectos sinérgicos y multiplicadores asociados a la

coordinación/colaboración con otros promotores de I+D+i:• En España:

Estrategia sectorial de I+D+i nuclear (1/2)


> Programa Coordinado de Investigación (PCI) CSN-UNESA,

> CEIDEN (Plataforma Tecnológica de I+D de Energía Nuclear).

• A nivel internacional:> Programas de EPRI, INPO, NEI, Grupos de

Propietarios, OIEA, NEA, UE, etc.

Mantenimiento de la capacidad de la Industria española, incluyendo Centros de Investigación y Universidades:

– Potenciando su desarrollo especialmente en áreas en las que ocupa ya una posición de liderazgo, mediante:

* La transferencia tecnológica.

* La promoción de su participación en los programas.

Estrategia sectorial de I+D+i nuclear (2/2)


* La promoción de su participación en los programas.

Mantenimiento de la capacitación del personal del Sector Eléctrico y preparación de las futuras promociones de profesionales.

Se basa en la participación creciente en programas internacionales y, más concretamente, en los Programas nucleares del “Electric Power ResearchInstitute” (EPRI), dedicando gran parte de los fondos disponibles a financiar estas participaciones.

Con objeto de optimizar la asimilación del gran volumen de información y conocimientos generados en

Modelo sectorial de gestión de la I+D+i nuclear


volumen de información y conocimientos generados en los proyectos internacionales y potenciar la participación de centros españoles en programas internacionales se ha establecido la figura de Centros de Referencia.

Modelo I+D+i basado en Centros de Referencia

Red de entidades españolas:

Con capacidad científico-técnica en el campo nuclear y voluntad de colaboración en las iniciativas;Promovidas como Centros de Referencia en una serie de áreas de I+D+i, por su liderazgo y capacitación en ellas;Que mantengan, en dichas áreas, capacidad para proporcionar a las CC.NN. y a las EE.EE. el soporte requerido en sus objetivos de:– operación segura, fiable y competitiva;


– operación segura, fiable y competitiva;– mantener abierta la opción nuclear.Acuerdos firmados entre UNESA y los siguientes Centros de Referencia:– CIEMAT– ENUSA Industrias Avanzadas– Iberdrola Ingeniería y Construcción– Gas Natural Fenosa engineering– TECNATOM– Empresarios Agrupados

Fiabilidad de equipos y gestión de activos

Gestión de Vida

Mejora de las herramientas que apoyan la aplicación de la metodología de gestión de vida y el desarrollo de los planes de gestión de vida en las CC.NN. con vistas a la operación a largo plazo.


Análisis para renovación de licenciaSistemas de indicadoresAlgoritmos de cálculo de vida útilEnvejecimiento del equipo eléctrico

Fiabilidad de equipos y gestión de activos

Mejora de Disponibilidad de Planta y de Prácticas Operativas

– Apoyo a las actuaciones de modernización de las CC.NN., teniendo en cuenta la vida útil esperada de las mismas.

– Mejora de la disponibilidad y de la eficiencia de las CC.NN.

Gestión de riesgos de indisponibilidad


Gestión de riesgos de indisponibilidadInstrumentación y ControlMantenimientoOptimización de la gestión de activosQuímicaRobótica

Tecnologías de seguridad y riesgos y sus aplicaciones

Contención y Accidentes Severos

Avanzar en el conocimiento de la fenomenología de los AA.SS. y de la influencia del Sist. de Contención en la liberación de productos radiactivos al exterior, para desarrollo/mejora de herramientas de:

Simulación y predicción de AA.SS.


Simulación y predicción de AA.SS.

Ayuda a la gestión de AA.SS.

ModelizaciónPredicción y simulaciónElaboración de guías y formaciónTérmino fuente


La simulación reproduce el comportamiento de las CC.NN. con la ayuda de modelos, códigos de cálculo y simuladores.

Simulación nuclear


Los simuladores pueden ser de alcance total (réplica) o parcial (SGI).

Facilitan el aprendizaje en un entorno real.


Simulación nuclear

Optimización de los códigos de simulación.Ampliación del rango de operación a accidentes severos. Monitorización en tiempo real.

TY

1

3

YC10

F

809

807

805

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811

413415 417 419

RA40

F BF

RL(50%)

RL(40%)

TATW TH XATA

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1

212

F

TV

433

509

507

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109 111

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RA10

FF BF

127 129 131

RL(50%)

RL(40%)

TATW TH XATA

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TA

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YA10

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FFB F

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TATW

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YA20

YP10

KSG-D3 SIMULATORRCS nodalizationfor TRAC-PWR

4 5 6

YP10

709

707

705

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313315317319

RA30

FB F

RL(40%)

TATHXA

YD30

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YA10YA20

RZ

35363738

RZ

RZRZ

LEVEL 4

LEVEL 3

LEVEL 2

LEVEL 1

3

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7 8

B

806

XA

B

506

XAB

606

XA

RL(50%)RL(40%)

B

706

XA

RL(50%)

YC : REACTOR PRESSURE VESSELYA : REACTOR COOLANT SYSTEMYB : STEAM GENERATORYD : REACTOR COOLANT PUMPYP : PRESSURE CONTROL SYSTEMTA : VOLUME CONTROL SYSTEMTH : RESIDUAL HEAT REMOVAL & EMERGENCY CORE COOLING SYSTEMSTW : ADDITIONAL BORATION SYSTEMTP : GAS SUPPLY SYSTEMTY : DRAIN AND VENTING SYSTEMTV : SAMPLING SYSTEMXA : CONTAINMENTRA : MAIN STEAM SYSTEMRL : MAIN FEEDWATER SYSTEMRS : EMERGENCY FEEDWATER SYSTEMRZ : STEAM GENERATOR LETDOWN

65

TYTVF

51 53 TYTV

55

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F

YA20YA30

YP10

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B

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B

YP11

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B

YP11

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F

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F70

F

TY

TYTP

XA

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B

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B

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B

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B

403401

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B31323334XA

39404142

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325

513

RL(10%)RS

YB10

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RL(10%)RS

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RA20

6

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212


Monitorización en tiempo real.Interfase Hombre - Máquina.Diseño de salas de control optimizado (pantalla multifunción)Procedimientos computerizados

409 411

FF BF

427 429 431

TW TH XATA3

1 2

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YA40333

TA

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FB F

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TATW

THXA3

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YA30YA30 YA40

322

TH F 302

422

THF402

F TA

F TA

Severe Accident Module

(MAAP-4)


APS (Análisis Probabilistas de Seguridad)

Utilización de estas herramientas para:

– La correcta valoración de la importancia para la seguridad de los diferentes aspectos de la explotación de las CC.NN.

– La mejora de los procesos reguladores.


– La mejora de los procesos reguladores.

– El desarrollo de una regulación informada por el riesgo.

Factores Humanos

Mejorar el conocimiento de la influencia de los FF.HH. y organizativos en la seguridad de las CC.NN.

Comportamiento de Materiales

Dar respuesta a los retos tecnológicos que plantean la fenomenología de los procesos y sus materiales constitutivos.

Vasija:– Fragilización neutrónica– Técnicas de inspección, reparación y mitigación


– Técnicas de inspección, reparación y mitigaciónProcesos de corrosión bajo tensiónFatigaCircuito primario: evaluación condición componenteInternos de vasija/tuberíasEstructuras

Comportamiento de Materiales


Caracterización de materiales y técnicas de ensayos no destructivos (END)

Técnicas de Inspección mediante END

Técnicas de END,

Sensores de END,


Sensores de END,

Manipuladores, equipos mecánicos y robots,

Sistemas de adquisición y análisis de datos.


Inspección: Validación y Simulación de Técnicas de END


Inspección: Técnicas de END por Ultrasonidos

A-scan accumulated C-scan



Cursor coordinates A-scan

Inspección GGVV por corrientes inducidas (Eddy Current)



Inspección Vasija del Reactor



Eficiencia del Combustible nuclear

Asegurar la operación fiable y segura del combustible ante las nuevas demandas (ciclos más largos, aumento del quemado, incremento de potencia nominal, etc.).

Comportamiento y fiabilidad de combustibleEfecto de la química de refrigerante de centrales BWR en el combustible


el combustibleEfecto de la química de refrigerante de centrales PWR en el combustibleIngeniería de seguridad de combustibleTecnologías de inspección de combustibleCaracterización de combustible gastado

Eficiencia del Combustible Nuclear

TECNOLOGÍATECNOLOGÍAURANIOURANIO


OPERACIONOPERACIONFABRICACIÓNFABRICACIÓN

El combustible nuclear es un producto tecnológicoEl combustible nuclear es un producto tecnológico

Demandas al Combustible

EFICIENCIA ENERGÉTICAEFICIENCIA ENERGÉTICA

OPERACIÓN SEGURAOPERACIÓN SEGURA

• Diseños robustos y avanzados.

• Integridad mecánica.


FABRICACIÓN EFICIENTEFABRICACIÓN EFICIENTE

ALMACENAMIENTO SEGUROALMACENAMIENTO SEGURO

• Mayores quemados de descarga.

• Flexibilidad.

• Márgenes de operación.

Gestión de Combustible usado y de residuos de alta actividad

Caracterización del combustible gastado.Criterios de diseño y seguridad para el almacenamiento y el transporte del combustible gastado.Criterios de aceptación de combustible y residuos especiales de alta actividad.

ENRESA, ENUSA y Sector Eléctrico


especiales de alta actividad.

Residuos Radiactivos de baja actividad

ENRESA y Sector Eléctrico

General residuos radiactivos de media y baja actividad

Nuevos desarrollos relacionados con:– La caracterización de residuos– La reducción de volumen


Equipos autómatas para desclasificación de hormigones

Tecnologías para optimización de los desmantelamientos.

Protección Radiológica

PR de las Personas

– Mejorar el conocimiento de los niveles de exposición de los trabajadores de las CC.NN.

– Desarrollo de técnicas de formación y medidas técnicas para reducir lo máximo posible la exposición.

Dosimetría personalEfectos biológicos de la radiaciónProtección radiológica operacional


Protección radiológica operacional

Evaluación del Impacto Ambiental

– Mejora de la estimación del impacto radiológico de la operación de las CC.NN. sobre su entorno

Reducción del Impacto Radiológico

– Desarrollo de herramientas para reducir dicho impacto al mínimo en situación de accidente

Centrales y reactores avanzados

Evolución de las Centrales Nucleares


El Desarrollo Tecnológico y la Innovación / I+D+i nuclear requiere:– Visión y compromiso a medio y largo plazo.– Recursos tanto económicos como tecnológicos.– Instalaciones.– Personal experto.– Colaboración internacional.

La I+D+i surge de la necesidad de proporcionar servicios de alta cualificación para el desarrollo de proyectos de instalaciones

Resumen y Conclusiones (1/2)


cualificación para el desarrollo de proyectos de instalaciones nucleares, puesto que éstas son intensas en tecnología y su diseño, operación y clausura requieren innovación continua.La participación española en proyectos de I+D+i es una garantía para mantener el nivel y la capacidad tecnológicos.En el sector nuclear español el Desarrollo Tecnológico y la Innovación ha sido una constante, lo que contribuye a mantener un alto nivel de seguridad y unos buenos resultados en la operación de nuestras instalaciones nucleares.

Reconocida solvencia en los campos de la innovación tecnológica y de la ingeniería � participación en proyectos internacionales en casi todos los países con programas nucleares.La energía nuclear es una de las pocas candidatas para fuente de energía masiva y sostenible y cumple las condiciones para formar parte de la estructura (mix) energético mundial a medio y largo plazo.

Resumen y Conclusiones (2/2)


energético mundial a medio y largo plazo.Cualquier país desarrollado / industrializado debe mantener la capacidad y el conocimiento para utilizar y/o desarrollar tecnología de esta fuente de energía.Mientras se operen CC.NN. el Desarrollo Tecnológico y la Innovación / I+D+i deben contribuir a garantizar su seguridad, optimización y minimización del impacto ambiental.

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