Modelado y resolución del problema del encapsulamiento de combustible nuclear gastado

En la gestión de residuos de combustible de las centrales nucleares españolas, está previsto activar los almacenes temporales individualizados (ATI) cuando se alcanza la saturación de la piscina destinada a albergar elementos de combustible nuclear gastado durante el periodo de explotación de la ins...

Full description

Bibliographic Details
Authors: Bautista Valhondo, Joaquín|||0000-0002-2214-4991, Batet Miracle, Lluís|||0000-0003-1882-6313, Mateo Doll, Manuel|||0000-0002-3975-9116
Format: article
Publication Date:2020
Country:España
Institution:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repository:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Language:Spanish
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/328032
Online Access:https://hdl.handle.net/2117/328032
https://dx.doi.org/10.37610/dyo.v0i71.578
Access Level:Open access
Keyword:Nuclear fuels
Radioactive waste sites
Programación lineal entera mixta (PLEM)
Central nuclear (CN)
Elemento combustible nuclear
Gestión de residuos nucleares
Calor de decaimiento
Cápsula multipropósito MPC-32
CN Ascó
Almacén Temporal Individualizado (ATI)
Mixed Integer Linear Programming (MILP)
Nuclear Power Plant (NPP)
Nuclear fuel element
Nuclear waste management
Decay heat
Multi-Purpose Canister MPC-32
NPP Ascó
Independent Spent Fuel Storage Installation (ISFSI)
Combustibles nuclears -- Gestió
Abocadors de residus radioactius
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia nuclear
id ES_dcea9d752e075f6dce01513d0dc7ddc1
oai_identifier_str oai:upcommons.upc.edu:2117/328032
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
spelling Modelado y resolución del problema del encapsulamiento de combustible nuclear gastadoBautista Valhondo, Joaquín|||0000-0002-2214-4991Batet Miracle, Lluís|||0000-0003-1882-6313Mateo Doll, Manuel|||0000-0002-3975-9116Nuclear fuelsRadioactive waste sitesProgramación lineal entera mixta (PLEM)Central nuclear (CN)Elemento combustible nuclearGestión de residuos nuclearesCalor de decaimientoCápsula multipropósito MPC-32CN AscóAlmacén Temporal Individualizado (ATI)Mixed Integer Linear Programming (MILP)Nuclear Power Plant (NPP)Nuclear fuel elementNuclear waste managementDecay heatMulti-Purpose Canister MPC-32NPP AscóIndependent Spent Fuel Storage Installation (ISFSI)Combustibles nuclears -- GestióAbocadors de residus radioactiusÀrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia nuclearEn la gestión de residuos de combustible de las centrales nucleares españolas, está previsto activar los almacenes temporales individualizados (ATI) cuando se alcanza la saturación de la piscina destinada a albergar elementos de combustible nuclear gastado durante el periodo de explotación de la instalación; al finalizar dicho periodo, un ATI puede utilizarse como almacén transitorio a corto o largo plazo hasta que el almacén temporal central (ATC) esté disponible. Los elementos combustibles (EC), gastados y ubicados en la piscina de la central nuclear (CN), se seleccionan para su almacenado en seco en contenedores (cápsulas) atendiendo a una serie de restricciones impuestas a cada ATI por el órgano regulador competente en función de los requerimientos que afectan específicamente a los contenedores utilizados (v.gr. la limitación de la carga térmica o el número de posiciones para elementos combustibles). Las características de estas cápsulas condicionan el tiempo mínimo de enfriamiento del combustible en la piscina de la central nuclear y, por consiguiente, el tiempo necesario para completar el vaciado completo de dicha piscina. En este contexto, presentamos el problema del encapsulamiento en una etapa del combustible nuclear gastado, ofreciendo una formulación y un método de resolución en dos fases. En la primera fase, se utiliza un modelo de Programación lineal entera mixta (MILP-1), cuyo objetivo es minimizar el coste de los contenedores (de diverso tipo) que se requieren para reubicar los elementos disponibles en la piscina de una central nuclear. Para la segunda fase se ha implementado un algoritmo exacto (Algoritmo A1) que, partiendo de una solución de MILP-1, determina asignaciones óptimas de elementos a contenedores regionalizados por limitaciones sobre la carga térmica permitida en cada región. El procedimiento conjunto (MILP-1 más A1) es capaz de resolver óptimamente instancias con 1500 elementos combustibles, 6 tipos de regiones térmicas y 4 tipos de contenedores en tiempos de CPU inferiores a 0.75 segundos, repartidos así: 0.5 segundos para MILP-1 más 0.25 segundos para A1.20202020-07-1620202020-07-30journal articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501VoRhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85info:eu-repo/semantics/articleapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/328032https://dx.doi.org/10.37610/dyo.v0i71.578reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)EspañolspaAgencia Estatal de Investigación http://doi.org/10.13039/501100011033 Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020 PGC2018-095080-B-I00 OPTIMIZACION DE LA PRODUCCION EN TALLERES HIBRIDOS ENLAZADOS POR UNIDADES EN SECUENCIAopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spainhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:upcommons.upc.edu:2117/3280322026-05-27T15:37:01Z
dc.title.none.fl_str_mv Modelado y resolución del problema del encapsulamiento de combustible nuclear gastado
title Modelado y resolución del problema del encapsulamiento de combustible nuclear gastado
spellingShingle Modelado y resolución del problema del encapsulamiento de combustible nuclear gastado
Bautista Valhondo, Joaquín|||0000-0002-2214-4991
Nuclear fuels
Radioactive waste sites
Programación lineal entera mixta (PLEM)
Central nuclear (CN)
Elemento combustible nuclear
Gestión de residuos nucleares
Calor de decaimiento
Cápsula multipropósito MPC-32
CN Ascó
Almacén Temporal Individualizado (ATI)
Mixed Integer Linear Programming (MILP)
Nuclear Power Plant (NPP)
Nuclear fuel element
Nuclear waste management
Decay heat
Multi-Purpose Canister MPC-32
NPP Ascó
Independent Spent Fuel Storage Installation (ISFSI)
Combustibles nuclears -- Gestió
Abocadors de residus radioactius
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia nuclear
title_short Modelado y resolución del problema del encapsulamiento de combustible nuclear gastado
title_full Modelado y resolución del problema del encapsulamiento de combustible nuclear gastado
title_fullStr Modelado y resolución del problema del encapsulamiento de combustible nuclear gastado
title_full_unstemmed Modelado y resolución del problema del encapsulamiento de combustible nuclear gastado
title_sort Modelado y resolución del problema del encapsulamiento de combustible nuclear gastado
dc.creator.none.fl_str_mv Bautista Valhondo, Joaquín|||0000-0002-2214-4991
Batet Miracle, Lluís|||0000-0003-1882-6313
Mateo Doll, Manuel|||0000-0002-3975-9116
author Bautista Valhondo, Joaquín|||0000-0002-2214-4991
author_facet Bautista Valhondo, Joaquín|||0000-0002-2214-4991
Batet Miracle, Lluís|||0000-0003-1882-6313
Mateo Doll, Manuel|||0000-0002-3975-9116
author_role author
author2 Batet Miracle, Lluís|||0000-0003-1882-6313
Mateo Doll, Manuel|||0000-0002-3975-9116
author2_role author
author
dc.subject.none.fl_str_mv Nuclear fuels
Radioactive waste sites
Programación lineal entera mixta (PLEM)
Central nuclear (CN)
Elemento combustible nuclear
Gestión de residuos nucleares
Calor de decaimiento
Cápsula multipropósito MPC-32
CN Ascó
Almacén Temporal Individualizado (ATI)
Mixed Integer Linear Programming (MILP)
Nuclear Power Plant (NPP)
Nuclear fuel element
Nuclear waste management
Decay heat
Multi-Purpose Canister MPC-32
NPP Ascó
Independent Spent Fuel Storage Installation (ISFSI)
Combustibles nuclears -- Gestió
Abocadors de residus radioactius
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia nuclear
topic Nuclear fuels
Radioactive waste sites
Programación lineal entera mixta (PLEM)
Central nuclear (CN)
Elemento combustible nuclear
Gestión de residuos nucleares
Calor de decaimiento
Cápsula multipropósito MPC-32
CN Ascó
Almacén Temporal Individualizado (ATI)
Mixed Integer Linear Programming (MILP)
Nuclear Power Plant (NPP)
Nuclear fuel element
Nuclear waste management
Decay heat
Multi-Purpose Canister MPC-32
NPP Ascó
Independent Spent Fuel Storage Installation (ISFSI)
Combustibles nuclears -- Gestió
Abocadors de residus radioactius
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia nuclear
description En la gestión de residuos de combustible de las centrales nucleares españolas, está previsto activar los almacenes temporales individualizados (ATI) cuando se alcanza la saturación de la piscina destinada a albergar elementos de combustible nuclear gastado durante el periodo de explotación de la instalación; al finalizar dicho periodo, un ATI puede utilizarse como almacén transitorio a corto o largo plazo hasta que el almacén temporal central (ATC) esté disponible. Los elementos combustibles (EC), gastados y ubicados en la piscina de la central nuclear (CN), se seleccionan para su almacenado en seco en contenedores (cápsulas) atendiendo a una serie de restricciones impuestas a cada ATI por el órgano regulador competente en función de los requerimientos que afectan específicamente a los contenedores utilizados (v.gr. la limitación de la carga térmica o el número de posiciones para elementos combustibles). Las características de estas cápsulas condicionan el tiempo mínimo de enfriamiento del combustible en la piscina de la central nuclear y, por consiguiente, el tiempo necesario para completar el vaciado completo de dicha piscina. En este contexto, presentamos el problema del encapsulamiento en una etapa del combustible nuclear gastado, ofreciendo una formulación y un método de resolución en dos fases. En la primera fase, se utiliza un modelo de Programación lineal entera mixta (MILP-1), cuyo objetivo es minimizar el coste de los contenedores (de diverso tipo) que se requieren para reubicar los elementos disponibles en la piscina de una central nuclear. Para la segunda fase se ha implementado un algoritmo exacto (Algoritmo A1) que, partiendo de una solución de MILP-1, determina asignaciones óptimas de elementos a contenedores regionalizados por limitaciones sobre la carga térmica permitida en cada región. El procedimiento conjunto (MILP-1 más A1) es capaz de resolver óptimamente instancias con 1500 elementos combustibles, 6 tipos de regiones térmicas y 4 tipos de contenedores en tiempos de CPU inferiores a 0.75 segundos, repartidos así: 0.5 segundos para MILP-1 más 0.25 segundos para A1.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020
2020-07-16
2020
2020-07-30
dc.type.none.fl_str_mv journal article
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
VoR
http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
format article
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2117/328032
https://dx.doi.org/10.37610/dyo.v0i71.578
url https://hdl.handle.net/2117/328032
https://dx.doi.org/10.37610/dyo.v0i71.578
dc.language.none.fl_str_mv Español
spa
language_invalid_str_mv Español
language spa
dc.relation.none.fl_str_mv Agencia Estatal de Investigación http://doi.org/10.13039/501100011033 Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020 PGC2018-095080-B-I00 OPTIMIZACION DE LA PRODUCCION EN TALLERES HIBRIDOS ENLAZADOS POR UNIDADES EN SECUENCIA
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
instname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
instname_str Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
reponame_str UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
collection UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869421812828340224
score 15,300719