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Por: Gilberto Jarvio Cervantes (gjarvio@nuclear.inin.mx) INTRODUCCIÓN
El objetivo de este artículo es presentar como parte del entrenamiento derivado del proyec-to de colaboración del ININ con el OIEA: Pro-yecto MEX/04/53 Integrity Assessment and Life Extension of Laguna Verde Nuclear Power Station [1], las actividades de Gestión de Vida
(PLIM), Renovación de Licencia y Manteni-miento de la Calificación Ambiental de las centrales nucleares españolas de Cofrentes y Ascó-Vandellós II, que fueron identificadas durante la visita científica (VC) a estas centra-les (26 jun-09 jul de 2005). Bajo este contex-to, se identifica que el objetivo principal del programa de gestión de vida de la Central Nuclear de Cofrentes esta enfocado en vigilar y controlar el envejecimiento de sistemas, es-tructuras y componentes críticos (ESC), para garantizar la vida de diseño, siguiendo la me-todología de UNESA. Lo anterior enfocado a mantener la opción estratégica a largo plazo, según 10CFR 54[2]. En el caso de
Ascó-Vandelló II, se identifica que su Plan de Ges-tión de Vida se encuentra enfocado en im-plantar una metodología de seguimiento del estado de los componentes que permitan adop-tar en cada momento las acciones más
ade-cuadas para mantener las instalaciones en óptimas condiciones de funcionamiento, con-servando abiertas las opciones para una ope-ración a largo plazo. La identificación de es-tas actividades marcara la pauta a seguir por el ININ para los proyectos que se tienen con la Central Laguna Verde como lo es la elabo-ración del Plan de Gestión de Vida corres-pondiente, con el propósito de poder obtener y mantener la opción de la renovación de li-cencia de la CLV.
Bajo este contexto, tenemos que los primeros estudios de viabilidad técnica y económica de la renovación de licencia fueron realizados en EEUU al inicio de la década de los ochen-ta. Informes como el EPRI-NP-4208 The Longevity of Nuclear Power System identifica-ban las primeras acciones que debían tomar las centrales y futuros desarrollos e investiga-ciones que serían requeridos. Tras estos estu-dios las compañías propietarias americanas, junto con EPRI y el DOE (US Department of Energy) pusieron en marcha un proyecto pilo-to con objepilo-to de evaluar en detalle la opción de alargamiento de vida de una planta BWR y otra PWR. Estos estudios piloto se concluye-ron en 1988 con la edición de los informes EPRI-NP-5181 referente a la central de Monticello (BWR) y EPRI-NP-5289 sobre la central Surry 1 (PWR).
Gestión de Vida de Planta (PLIM), Renovación de Licencia y
Manteni-miento de la Calificación Ambiental de Equipo de las Centrales
Nuclea-res Españolas de Cofrentes y Ascó-Vandellós II
# En 1988 la Central Nuclear de Cofrentes
ela-boró la lista de componentes críticos para el alargamiento de vida. En 1989 la Central Nu-clear de Santa María de Garoña y la Central Nuclear de Vandellós II definieron un progra-ma de 5 años con carácter piloto para el resto de las Centrales, en el que se identificaron las principales acciones a corto plazo para man-tener la opción del alargamiento de vida. Bajo este contexto, la Central Nuclear de La-guna Verde no va a ser la excepción y es por ello que se están gestando los estudios y pro-yectos correspondientes apoyados por el OIEA y desarrollados por el Binomio ININ-CLV, con el objeto de poder obtener la Renovación de Licencia de la Central.
La Central Laguna Verde es la única planta nuclear en México con 2 unidades del tipo BWR. Están diseñadas para una vida de 40
años; sin embargo, la licencia de operación para ambas unidades es de 30 años, que ex-pira en los años 2020 y 2025.
Conforme a la tendencia internacional, Lagu-na Verde está interesada en elaborar uLagu-na es-trategia para implantar un programa de Ad-ministración de la Vida de la Planta (PLIM) y para tal propósito se requiere llevar acabo un estudio de factibilidad que incluya una eva-luación técnica de ambas unidades y revisar el marco regulador para una posible Renova-ción de Licencia.
DESCRIPCIÓN DE LAS CENTRALES NU-CLEARES DE COFRENTES Y ASCÓ-VANDELLÓS II
Central Nuclear de Cofrentes
La Central Nuclear de Cofrentes está situada a 2 km., del pueblo de Cofrentes[3,4],
provincia de Valencia, en la cola del embalse de Embarcaderos, mar-gen derecha del río Júcar, muy cer-ca de su confluencia con el Cabriel. La Figura 1 muestra una vista ge-neral de la Central Nuclear de Cofrentes.
Está equipada con un reactor de agua en ebullición del tipo BWR-6, diseñado por General Electric Company, con una potencia eléc-trica bruta de 1.092,02 MW. La construcción de la Central se reali-zó con un alto grado de participa-ción de las empresas españolas es-pecializadas en el sector nuclear. Fig.1. Vista General de la Central Nuclear de Cofrentes
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Central Nuclear de Vandellós II
La Central Nuclear de Vandellós II es del tipo de agua ligera a presión (PWR) [5]. La central,
de diseño Westinghouse, entró en explotación comercial en marzo de 1988. Es de las perte-necientes a la Tercera Generación.
Las compañías propietarias y titulares de la central son: ENDESA (72%) e IBERDROLA (28%). La potencia térmica autorizada es de 2775 MW y la eléctrica bruta de 992 MW. Situación geográfica
La Central Nuclear de Vandellós II está ubicada en la ribera del mar Mediterráneo, a unos 130 Km. al sur de Barcelona y a unos 40 Km. al sur de Tarragona, entre la Autopista A7 y el mar, en una comarca de clima benigno donde abundan campos de olivos, los algarrobos, los avellanos, las actividades pesqueras y las ins-talaciones turísticas.
La Central toma nombre del pueblo de Vandellós situado a 8 Km. hacia
el interior, en cuyo término municipal se halla ubicada.
El centro urbano más próximo es la población costera de LHospitalet de lInfante, situada aproximadamente a 6,5 Km. al NE del emplazamiento, que tiene sus orígenes en un hospital para transeúntes en el camino de Valencia a Barcelona, fundado por Doña Blanca de Anjou e impulsado y acabado por el Infante Pedro, Con-de Con-de PraCon-des en el año 1343. La Fi-gura 2 muestra otra vista general de la Central Nuclear de Vandellós II:
Ascó, Ribera del Ebro
La Central Nuclear de Ascó está ubicada en el margen derecho del río Ebro en la comar-ca de la Ribera de Ebro, entre las locomar-calidades de Flix y Ascó en la provincia de Tarragona, a unos 65 km. de la ciudad de Lleida y a unos 110 Km. de la desembocadura del río. Pre-senta un clima mediterráneo con fuerte ten-dencia continental.
La Central toma nombre del pueblo de Ascó
Fig. 3. Vista General de la Central Nuclear de Ascó 1 y 2 Fig. 2. Vista General de la Central Nuclear de Vandellós II
% situado a 2 km. al sur de la misma, en cuyo
término municipal, se halla ubicada. El origen de su nombre es pre-romano y su denomina-ción actual se establece entre los siglos XVIII y XIX. El pueblo se encuentra en la falda de la montaña, debajo de las ruinas del castillo y sus calles aún recuerdan su pasado medieval y morisco. La Figura 3 muestra una vista ge-neral de la Central Nuclear de Ascó 1 & 2. ACTIVIDADES DE GESTIÓN DE VIDA DE LA CENTRAL NUCLEAR DE COFRENTES El proyecto de gestión de vida de CN[6]
Cofrentes se inicia en 1988 y, partiendo de la experiencia y estudios piloto de extensión de vida de Monticello, se realiza la selección de componentes importantes para gestión de vida. A partir de 1995, fecha de edición de la meto-dología de gestión de vida de UNESA, CN Cofrentes aplica las guías desarrolladas en dicha metodología.
Las principales actividades de la metodología de UNESA son:
" Selección de componentes críticos. " Estudios de los mecanismos de
de-gradación.
" Evaluación de las prácticas de man-tenimiento.
La CN Cofrentes ha identificado 120 compo-nentes como importantes para gestión de vida. Hasta la fecha ha realizado cinco informes de fenómenos degradatorios (componentes de la contención, bombas, tanques y cambiadores de calor, tuberías y válvulas) y dos evaluacio-nes de prácticas de mantenimiento (tanques y cambiadores de calor y válvulas), estando pre-visto seguir editando informes en los años ve-nideros hasta finalizar con el alcance del plan de gestión de vida.
En 1998 se inició un proyecto de colabora-ción entre CN Cofrentes y el Departamento de Ingeniería Química y Nuclear (DIQN) de la Universidad Politécnica de Valencia cuyo ob-jetivo se centró en el desarrollo de una meto-dología que permitiese cubrir las necesidades del Programa de Gestión de Vida de la planta.
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En este contexto, se desarrolla el Sistema de Indicadores de Vida (SIV), cuyo objetivo fun-damental es facilitar un seguimiento integra-do de la evolución del estaintegra-do de las ESCs respecto a los fenómenos degradatorios. El SIV se integra en la última etapa del pro-grama de gestión de vida de la planta (segui-miento de vida) permitiendo el segui(segui-miento del estado de los componentes en base a la evaluación y análisis de indicadores de vida obtenidos de los datos recogidos en planta, y cuyo comportamiento nos permite referenciar el estado de los componentes respecto a los principales fenómenos degradatorios De forma paralela al desarrollo de la metodo-logía, se ha procedido a implementar la mis-ma en una herramienta informática modular cuya finalidad es servir de ayuda al analista en la monitorización de las ESCs por grupos. Dicha herramienta permite una rápida eva-luación y análisis de los diferentes indicadores de vida necesarios para realizar el seguimiento de las ESCs. En la Figura 4 se muestra la interfaz principal correspondiente a la herra-mienta informática donde se puede observar el desarrollo modular.
ACTIVIDADES DE GESTIÓN DE VIDA DE LA CENTRAL NUCLEAR DE ASCÓ-VANDELLÓS II
Desde el principio de su operación comercial, las CCNN de Ascó y Vandellós II han tomado conciencia de la importancia de la Gestión de Vida, por lo que desde que en 1992, las Centrales Nucleares Españolas, a través de UNESA[7], comenzaron a desarrollar una
me-todología para optimizar la gestión de vida de las plantas, Vandellós II se ofreció como
planta piloto de estas actividades, junto con Santa María de Garoña.
El primer proyecto, realizado entre 1992 y 1994, permitió sentar las bases de la metodo-logía de gestión de vida, incluyendo la selec-ción de sistemas, componentes y estructuras, el estudio de los mecanismos de degradación y la evaluación de las prácticas de mante-nimiento.
En una segunda fase, también con Vandellós II como planta piloto, se desarrolló una apli-cación informática que permite estimar la con-dición o estado de envejecimiento de los componentes.
Plan de Gestión de Vida de la CN Ascó-Vandellós II
El objetivo de un Plan de Gestión de Vida es contribuir a facilitar la toma de decisiones a la vez que mantener las instalaciones en sus condiciones óptimas de funcionamiento. El Plan de Gestión de Vida, sigue la sistemáti-ca del proyecto de UNESA «Sistema de Eva-luación de Vida Remanente», habiéndose adaptado para cumplir los requisitos de la 10CFR54 «License Renewal Rule».
Definición del Plan de Gestión de Vida de la CN Ascó-Vandellós II
El objetivo de esta actividad fue definir con precisión la metodología a aplicar para el se-guimiento del estado de degradación e inte-gridad de los sistemas, estructuras y compo-nentes, así como para facilitar la toma de decisiones sobre las actuaciones más adecua-das en cada momento que permiten
' ner las instalaciones en condiciones óptimas
de funcionamiento.
Fases del Plan de Gestión de Vida de la CN Ascó-Vandellós II
En el proyecto de UNESA «Sistema de Evalua-ción de Vida Remanente», anteriormente co-mentado, se creó una metodología más ade-cuada a las centrales españolas, con las si-guientes fases:
Fase I. Selección de estructuras, sistemas, y componentes.
Fase II. Estudios Específicos, que han permiti-do determinar los principales fenómenos degradatorios que afectan a los componentes importantes para la gestión de vida.
Fase III. Revisión y optimización de los méto-dos de seguimiento del envejecimiento, con el fin de mitigar los fenómenos de degradación identificados.
Fase IV. Seguimiento del consumo de vida de los componentes y estructuras.
Para optimizar el citado seguimiento se han introducido diversos programas, como el FatiguePro para facilitar el recuento de ciclos y estimar el consumo de vida por fatiga en algunas localizaciones, como la tobera del presionador y el propio SIGEVI desarrollado por UNESA y del que Vandellós II fue la plan-ta piloto, que cubre la mayoría de los componentes críticos de esta central.
Fase V. Programa de acciones técnico-econó-micas, destinadas a proponer mejoras en la gestión de vida.
Los Planes de Gestión de Vida, con diferente grado de implantación en CN Vandellós II y CN Ascó[8], se dieron por finalizados en 1999,
habiéndose alcanzado la totalidad del mismo en CN Vandellós II, mientras que en CN Ascó se encontraba en el comienzo de la fase II. CONCLUSIONES
En función de lo anterior, se identifica que la operación a largo plazo de las centrales nu-cleares más allá de los 40 años es actualmen-te una realidad. La experiencia de operación acumulada a nivel mundial, los proyectos na-cionales e internana-cionales de I+D (investiga-ción más desarrollo) relacionados con el en-vejecimiento de los materiales y los estudios específicos que se han presentado a la NRC por más de treinta centrales americanas, ase-guran que la operación de las centrales nu-cleares más allá de los 40 años se producirá con unos factores de seguridad y fiabilidad iguales o mayores que los actuales. Las venta-jas que se derivan de la operación a largo plazo de las centrales nucleares españolas son evidentes. La puesta en práctica de esta op-ción jugará un papel relevante para cumplir los compromisos de Kioto, evitando la emisión de 50 millones de Toneladas de CO2, contribui-rá a garantizar el suministro eléctrico gene-rando una energía adicional de 600.000 Gwh y contribuirá a mantener bajos los precios de la electricidad. El coste total de generación de la operación a largo plazo de las centrales nucleares es aproximadamente la mitad que el de una nueva central de carbón o de ciclo combinado.
El establecimiento de un Plan de Gestión de Vida en la Central Laguna Verde (PGVCLV) será ante todo una labor de ingeniería que ha de
3 0 Contacto Nuclear REFERENCIAS
[1] ININ, Proyecto MEX/04/53 Integrity Assessment and Life Extension of Laguna Verde Nuclear Power Station.
[2] NRC, 10 CFR Part 54, Requirements for Renewal of Operating Licenses for Nuclear Power Plants. [3] Catalogo de la Energía Nuclear, Central Nuclear de Cofrentes. Iberdrola
[4] Catalogo Cofrentes: Central Nuclear.Iberdrola
[5] Pagina de la Asociación Nuclear Ascó-Vandellós . http://www.anav.es/esp/a0001.html (2005). [6] OUM, JIL Plan de Gestión de Vida.Doc. No.:22212-GN0V74-IN-99.000040.00425. C.N. Cofrentes. 22/
01/2004.
[7] Volumen I. Sistema Evaluación de Vida Remanente de Centrales Nucleares.UNESA. Julio 1995. [8] I. Marcelles. AS-99-012. Plan de Gestión de Vida de la C.N. ASCÓ Tecnatom.Rev.0.1/99. desarrollarse en un escenario condicionado
por factores económicos, estratégicos, técni-cos y reguladores. Considerando estos facto-res, la Ingeniería ha de desarrollar el Plan de Gestión de Vida sobre la base de los siguien-tes elementos:
Una Metodología Eficaz. Será necesaria la aplicación de una metodología que permi-ta una evaluación del envejecimiento de la CLV que integre todos los sistemas, estructuras y componentes claves en la explotación tanto en los aspectos de seguridad como en el lo-gro de los objetivos de dicha explotación. Una Herramienta de Gestión Técnica del PGV. Los procesos asociados al desarro-llo del PGV implicaran un gran volumen de información profundamente interrelacionada que exige el uso de una herramienta informá-tica que permita una gestión eficiente de la información y datos pertinentes del PGV. Uso de Métodos y Tecnologías de Eva-luación de la Condición. La utilización de tecnologías de evaluación de la condición de estructuras, sistemas y componentes de
acuer-do al estaacuer-do del arte que permitan asegurar un adecuado establecimiento de medidas de control o mitigación del envejecimiento. Uso de Sistemas de Vigilancia. Basada en las conclusiones de la evaluación precisa de la condición de estructuras, sistemas y com-ponentes críticos en la explotación, y en la iden-tificación de los parámetros representativos de la evolución de la degradación, es posible la definición e implantación de sistemas de vigi-lancia que permitan mantener un conocimien-to permanente del estado de esconocimien-tos elemenconocimien-tos, como «input» irrenunciable para la toma de decisiones.
Una Alta Capacitación Técnica del Per-sonal de Ingeniería. El éxito del PGV de la CLV dependerá en buena medida de la aplica-ción sistemática de metodologías y herramien-tas que corran a cargo de personal de Inge-niería con conocimiento real de los procesos de envejecimiento y de las mejoras necesarias en las prácticas de mantenimiento y vigilan-cias, evitando la simple repetición no optimizada de diagnósticos y soluciones
