A principios de este año anunciábamos que Tecnatom desarrollaría un simulador de un SMR
multiunidad para el Institute for Energy Technology, IFE, orientado a la investigación
sobre operación y monitorización en una sala de control. Una vez que el simulador está en
operación, hacemos balance y compartimos nuestras impresiones sobre el valor del simulador.
Retos operacionales de los SMRs
Los pequeños reactores modulares, SMR (por sus siglas en inglés, Small Modular Reactor), son
un tipo de reactor de fisión nuclear, de un tamaño y potencia más pequeños que los reactores
convencionales (la IAEA define SMR por debajo de 300MWe), inherentemente seguro y basado
en sistemas de seguridad pasivos. Existen en la actualidad del orden de 70 diseños comerciales
para SMR, que van desde versiones a escala reducida de diseños de reactores nucleares
existentes, hasta diseños de IV generación completamente nuevos.
Hay una serie de factores que determinarán la operación de estos reactores como son:
- la operación multiunidad y la modularidad de su diseño
- la amplia automatización de procesos
- sus sistemas de seguridad pasiva
- la posibilidad de operación remota
Por lo tanto, el concepto de operación de los SMR deberá reconsiderarse respecto a las suposiciones hechas en los diseños convencionales, proponiendo nuevos mínimos que requerirán una evaluación en profundidad.
El aporte de valor de un simulador
La Ingeniería de Factores Humanos (IFH) es una disciplina que facilita el proceso de diseño de
las interfaces hombre-máquina con el objetivo de minimizar el riesgo de error humano. En
Tecnatom, llevamos años contribuyendo y desarrollando planes de IFH para diversos diseños
de SMRs, ya que la IFH será uno de los procesos claves dentro del licenciamiento de este tipo
de reactores, al permitir llevar a cabo la evaluación de los nuevos conceptos de operación
antes mencionados.
En este contexto se enmarca también la relevancia de los simuladores como herramienta de
ingeniería para la realización de experimentos de validación (proceso mediante el cual se
demuestra que el diseño cumple con su objetivo) de Ingeniería de Factores Humanos. Este es
un claro ejemplo de Ingeniería asistida por simulación, SAE (por sus siglas en inglés,
Simulation Assisted Engineering), clave para agilizar las validaciones, dándole un enfoque más
global e integrado.
Tecnología y experiencia de Tecnatom en el proyecto
IFE había comenzado ya en 2019 a realizar estudios de operación de SMRs, basándose en el
simulador iPWR, Integral Pressurized Water Reactor, que Tecnatom desarrolló para la IAEA. A
medida que fueron necesarios escenarios de mayor complejidad, IFE decidió contar con
nosotros para desarrollar una plataforma con un mayor alcance de operación, flexibilidad y
configuración multiunidad.
El simulador que hemos desarrollado para IFE es una herramienta modular que, funcionando
en una única plataforma y garantizando el tiempo real, permite la simulación de 1 hasta 12
unidades genéricas de SMR, concediendo a la herramienta versatilidad y flexibilidad para la
realización de pruebas. Las doce unidades son idénticas entre sí y comparten el sistema
eléctrico que es único y común a toda la planta.
Otra de las novedades que tiene este simulador, aparte de esta configurabilidad a tiempo real,
es el potencial en la gestión de condiciones iniciales, IC (por sus siglas en inglés, Initial
Condition), mediante la aplicación Multi-unit IC Manager. Gestionar y mantener las ICs en una
unidad o simulador convencional ya es laborioso y costoso; si esta tarea se escala hasta 12
unidades el trabajo se complica y multiplica. Por ello tuvimos la necesidad de optimizar el
proceso ideando este IC manager. A partir de un set de ICs previamente grabadas, que pueden
ser “pegadas” mediante drag and drop en diferentes unidades, el usuario es capaz de generar
condiciones iniciales de planta complejas de una forma sencilla e intuitiva.
Nuestra herramienta TEAM TUTOR para el diseño de escenarios de una gran complejidad es
otra de las mejoras clave del simulador, ya que permite automatizar y apoyar la generación de
esos escenarios con eventos multiunidad, mejorando la eficiencia del proceso de generación
de escenarios y validaciones posteriores al poder volver a reproducirlos de forma automática.
El simulador está desarrollado completamente con tecnología de simulación propia de
Tecnatom, TEAM_SUITE, desde los modelos termohidráulicos, lógicos y eléctricos hasta la
interfaz gráfica, pasando por la tecnología de ejecución y control de la simulación. El
simulador tiene su propia HMI, interfaz hombre-máquina, diseñada por Tecnatom y
basándonos en nuestra guía de estilos y conocimientos en IFH, pero también se conecta a la
interfaz diseñada por el IFE precisamente para la validación de esta, realizando dicha conexión
de forma rápida, ágil y segura.
Beneficios principales del uso del simulador
El uso del simulador para la validación de la Ingeniería, en este caso de Factores Humanos, se
evidencia como una herramienta de gran valor de cara al licenciamiento:
▪ Integra los diseños y permite testearlos de forma dinámica y global con la respuesta
de los operadores y procedimientos
▪ Permite que los experimentos sean llevados en un amplio rango operacional y no sólo
a plena potencia, basándose en simulaciones realistas y precisas
▪ Mejora la calidad del producto reduciendo los tiempos de validación
La puesta en servicio del simulador en las instalaciones de IFE ha permitido la realización de un
primer curso piloto para evaluar las capacidades del producto final. A partir de ahí, IFE ha
podido continuar con los estudios empíricos con operadores que habían comenzado con el
simulador iPWR, y que ahora ya sí, se pueden realizar con una herramienta desarrollada
específicamente para este propósito.
