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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
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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
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Cambio– Los sistemas eléctricos del mañana
se prevén diferentes.
Innovación tecnológica– Esencial para cumplir los retos
Retos significativos – Soluciones innovadoras
XXIX Jornadas FORO, Sep-12
– Esencial para cumplir los retos técnicos en Generación, Transporte, distribución y suministro, y Uso de la electricidad.
Se requiere colaboración global
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Energía nuclear en España
466 MW 1066 MW Unidad I: 1032 MW
Unidad II: 1027 MW
XXIX Jornadas FORO, Sep-12
Unidad I: 1035 MW
Unidad II: 1045 MW
1092 MW
1087 MW
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Indicadores de Funcionamiento en 2011
XXIX Jornadas FORO, Sep-12
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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
XXIX Jornadas FORO, Sep-12
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.
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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)
XXIX Jornadas FORO, Sep-12
> 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.
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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)
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* 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.
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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
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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.
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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;
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– 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
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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.
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Análisis para renovación de licenciaSistemas de indicadoresAlgoritmos de cálculo de vida útilEnvejecimiento del equipo eléctrico
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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
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Gestión de riesgos de indisponibilidadInstrumentación y ControlMantenimientoOptimización de la gestión de activosQuímicaRobótica
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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.
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Simulación y predicción de AA.SS.
Ayuda a la gestión de AA.SS.
ModelizaciónPredicción y simulaciónElaboración de guías y formaciónTérmino fuente
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Tecnologías de seguridad y riesgos y sus aplicaciones
La simulación reproduce el comportamiento de las CC.NN. con la ayuda de modelos, códigos de cálculo y simuladores.
Simulación nuclear
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Los simuladores pueden ser de alcance total (réplica) o parcial (SGI).
Facilitan el aprendizaje en un entorno real.
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Tecnologías de seguridad y riesgos y sus aplicaciones
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
801
803
407
811
413415 417 419
RA40
F BF
RL(50%)
RL(40%)
TATW TH XATA
YD40
405
425
1 2
3 1 2
1
2 1 2
1
23
5
1
2
3
4
5
6
8
1
212
F
TV
433
509
507
505
501
503
107
511
109 111
113115 117 119
RA10
FF BF
127 129 131
RL(50%)
RL(40%)
TATW TH XATA
YD10
TA
125
1 2
3 1 2
3
1 2
3
1
2 1 2
1
23
5
1
2
3
4
5
6
8
1
212
YA10
105
605
601
603
207
209211
213215217219
FFB F
227229231
TATW
THXATA
YD20
225
12
3
12
3
1
212
1
23
5
1
2
3
4
5
8
YA20
YP10
KSG-D3 SIMULATORRCS nodalizationfor TRAC-PWR
4 5 6
YP10
709
707
705
701
703
307
711
309
313315317319
RA30
FB F
RL(40%)
TATHXA
YD30
305
12
312
1
212
1
23
5
1
2
3
4
5
6
8
1
212
YA10YA20
RZ
35363738
RZ
RZRZ
LEVEL 4
LEVEL 3
LEVEL 2
LEVEL 1
3
6
4
5
12
3 4
56
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
67
F
YA20YA30
YP10
1
2
3
4
5
6
7
8
56
59
XA
69
B
YP11
75
B
YP11
71
B
YP11
73
B61
58
57
60
68
F
72
F70
F
TY
TYTP
XA
63
B
205
12
3
XA
321
B
303 301
302
222
TH F
XA
221
B
203 201
202
XA
421
B
403401
402
102
122
THF
103101
XA
121
B
B31323334XA
39404142
81
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
XA
83
B
325
513
RL(10%)RS
YB10
12
3
4
5
6
813
RL(10%)RS
YB40
12
3
4
5
6
713
RL(10%)RS
YB30
12
3
4
5
6
613
RL(10%)RS
YB20
12
3
4
5
6
609
607611
RA20
6
1
212
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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
3
YA40333
TA
311
FB F
327329331
TATW
THXA3
12
3
YA30YA30 YA40
322
TH F 302
422
THF402
F TA
F TA
Severe Accident Module
(MAAP-4)
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Tecnologías de seguridad y riesgos y sus aplicaciones
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.
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– 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.
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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
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– Técnicas de inspección, reparación y mitigaciónProcesos de corrosión bajo tensiónFatigaCircuito primario: evaluación condición componenteInternos de vasija/tuberíasEstructuras
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Comportamiento de Materiales
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Caracterización de materiales y técnicas de ensayos no destructivos (END)
Técnicas de Inspección mediante END
Técnicas de END,
Sensores de END,
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Sensores de END,
Manipuladores, equipos mecánicos y robots,
Sistemas de adquisición y análisis de datos.
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Caracterización de materiales y técnicas de ensayos no destructivos (END)
Inspección: Validación y Simulación de Técnicas de END
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Inspección: Técnicas de END por Ultrasonidos
A-scan accumulated C-scan
Caracterización de materiales y técnicas de ensayos no destructivos (END)
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Cursor coordinates A-scan
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Inspección GGVV por corrientes inducidas (Eddy Current)
Caracterización de materiales y técnicas de ensayos no destructivos (END)
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Inspección Vasija del Reactor
Caracterización de materiales y técnicas de ensayos no destructivos (END)
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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
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el combustibleEfecto de la química de refrigerante de centrales PWR en el combustibleIngeniería de seguridad de combustibleTecnologías de inspección de combustibleCaracterización de combustible gastado
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Eficiencia del Combustible Nuclear
TECNOLOGÍATECNOLOGÍAURANIOURANIO
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OPERACIONOPERACIONFABRICACIÓNFABRICACIÓN
El combustible nuclear es un producto tecnológicoEl combustible nuclear es un producto tecnológico
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Demandas al Combustible
EFICIENCIA ENERGÉTICAEFICIENCIA ENERGÉTICA
OPERACIÓN SEGURAOPERACIÓN SEGURA
• Diseños robustos y avanzados.
• Integridad mecánica.
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FABRICACIÓN EFICIENTEFABRICACIÓN EFICIENTE
ALMACENAMIENTO SEGUROALMACENAMIENTO SEGURO
• Mayores quemados de descarga.
• Flexibilidad.
• Márgenes de operación.
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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
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especiales de alta actividad.
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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
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Equipos autómatas para desclasificación de hormigones
Tecnologías para optimización de los desmantelamientos.
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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
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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
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Centrales y reactores avanzados
Evolución de las Centrales Nucleares
XXIX Jornadas FORO, Sep-12
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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)
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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.
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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.
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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.