A principios de este año anunciamos que Tecnatom desarrollaría un simulador de SMR multiunidad para
el Instituto de Tecnología Energética, IFE, para ser utilizado en la investigación de operación y monitorización de salas de control.
Ahora que el simulador está en funcionamiento,
Desafíos operativos de los SMR
Los Pequeños Reactores Modulares (SMR) son un tipo de reactor de fisión nuclear, de menor tamaño y potencia
que los reactores convencionales (el OIEA define los SMR como aquellos por debajo de 300 MWe), intrínsecamente seguros y
basándose en sistemas de seguridad pasiva. Actualmente existen alrededor de 70 diseños comerciales
de SMR, que van desde versiones a escala reducida de diseños de reactores nucleares existentes hasta diseños de Generación IV completamente
nuevos.
Existen varios factores que determinarán la operación de estos reactores, tales como:
- la operación multiunidad y la modularidad de su diseño
- la automatización extensiva de procesos
- sus sistemas de seguridad pasiva
- la posibilidad de operación remota
Por lo tanto, el concepto de operación en los SMR deberá ser reconsiderado con respecto a las
suposiciones hechas en los diseños convencionales, proponiendo nuevos enfoques que requerirán una evaluación
en profundidad.
La contribución de valor de un simulador
La Ingeniería de Factores Humanos (HFE) es una disciplina que facilita el proceso de diseño de interfaces
hombre-sistema con el objetivo de minimizar el riesgo de error humano. En Tecnatom, hemos
contribuido y desarrollado planes de HFE para varios diseños de SMR, ya que la HFE será
uno de los procesos clave en la concesión de licencias para este tipo de reactor, considerando que permitirá
la evaluación de los nuevos conceptos operativos mencionados anteriormente.
Este es el contexto en el que se enmarca la relevancia de los simuladores como herramienta de ingeniería para los experimentos de validación de HFE
(proceso mediante el cual se demuestra que el diseño cumple su objetivo).
Este es un claro ejemplo de SAE, Ingeniería Asistida por Simulación, clave para facilitar las validaciones de HFE,
proporcionándoles un enfoque más global e integrado.
Tecnología y experiencia de Tecnatom en el proyecto
En 2019, el IFE comenzó a realizar estudios de operación de SMR, basados en el simulador iPWR, Reactor de Agua a Presión Integral,
que Tecnatom ha desarrollado para el OIEA. A medida que
se hicieron necesarios escenarios de mayor complejidad, el IFE decidió contar con nosotros para desarrollar una herramienta con
mayor alcance de operación, flexibilidad y configuración multiunidad.
El simulador que hemos desarrollado para el IFE es una herramienta modular que, funcionando en una única plataforma y garantizando el tiempo real, permite la simulación de 1 hasta 12 unidades SMR genéricas, lo que confiere a la herramienta versatilidad y flexibilidad para las pruebas. Las doce unidades son idénticas entre sí y comparten el sistema eléctrico, que es único y común a toda la planta.
Una característica clave de este simulador, además de su configurabilidad en tiempo real, es el potencial para la gestión de condiciones iniciales (IC) a través de la herramienta Multi-unit IC Manager. Gestionar y mantener las IC en un simulador de unidad única ya es laborioso y costoso; si esta tarea se escala a 12 unidades, la carga de trabajo se multiplica. Por lo tanto, tuvimos la necesidad de optimizar el proceso ideando este gestor de IC. A partir de un conjunto de IC previamente grabadas, que pueden ser «pegadas» mediante arrastrar y soltar a diferentes unidades, el usuario puede generar condiciones iniciales de planta complejas de forma sencilla e intuitiva.
Nuestra herramienta TEAM TUTOR para el diseño de escenarios altamente complejos es otra mejora clave del simulador, ya que permite automatizar y apoyar la generación de estos escenarios con eventos multiunidad, mejorando la eficiencia del proceso de generación de escenarios y las validaciones posteriores al poder reproducirlos automáticamente.
El simulador está completamente desarrollado con la tecnología de simulación propia de Tecnatom, TEAM_SUITE, desde los modelos termohidráulicos, lógicos y eléctricos hasta la interfaz gráfica, incluyendo la tecnología de ejecución y control de la simulación. El simulador tiene su propia HMI, interfaz hombre-máquina, diseñada por Tecnatom y basada en nuestra guía de estilo y conocimiento en HMI, pero también se conecta a la interfaz diseñada por el IFE precisamente para su validación, haciendo esta conexión de forma rápida y segura.
Principales beneficios del uso del simulador
El uso del simulador para la validación de Ingeniería, en este caso de Factores Humanos, evidencia esta herramienta como un gran apoyo para el proceso de licenciamiento de los SMR porque:
▪ Integra los diseños de interfaz hombre-sistema y permite probarlos de forma dinámica y global con los procedimientos y el rendimiento de los operadores.
▪ Permite ejecutar experimentos en un amplio rango operativo y no solo a plena potencia, basándose en simulaciones realistas y precisas.
▪ Mejora la calidad del producto al reducir los tiempos de validación.
La puesta en marcha del simulador en las instalaciones del IFE ha permitido la realización de un primer curso piloto para evaluar las capacidades del producto final. A partir de ahí, el IFE ha podido continuar con los estudios empíricos que había iniciado con el simulador iPWR, y que ahora pueden llevarse a cabo con una herramienta desarrollada específicamente para este fin.
