Minimización del coste de almacenaje de combustible nuclear gastado en cápsulas MPC-32 con programación lineal entera mixta: Caso de carga en una etapa

Abstract

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 un modelo de programación lineal entera mixta (Mixed Integer Linear Programming) con el objetivo de minimizar, en una sola carga de elementos con fecha preestablecida, el coste de utilización de las cápsulas MPC (Multi Purpose Canister) necesarias para reubicar en un almacén ATI el número máximo de elementos de combustible gastado que están disponibles en la piscina de la central en tal fecha. El modelo propuesto se ha explotado mediante el solucionador CPLEX utilizando un caso de estudio inspirado en la realidad de la CN Ascó ubicada a unos 160 km de Barcelona. El método de resolución que proponemos es capaz de resolver instancias con 1500 elementos de combustible, 7 tipos de regiones y 4 tipos de contenedores en un tiempo de CPU inferior a 2 segundos.