IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2022 - 71

capacidad de generación de energía. Por ejemplo, consideremos
el diseño del reactor Holtec SMR-160 de 160
MWe/525 MWt, que implica una estructura de contención de
62 m de altura (aunque parcialmente enterrada bajo tierra) en
un sitio de 4.6 acres. Varios diseños de SMR están dimensionados
para adaptarse bien a su ubicación en sitios industriales
abandonados utilizados anteriormente para centrales de
combustibles fósiles de clasificación comparable, lo que permite
la reutilización de la infraestructura existente, como las
subestaciones de transmisión local y los servicios del sitio.
El aspecto modular hace referencia a dos características
sobresalientes: la modularidad en el diseño del reactor y el
potencial para vincular múltiples módulos para formar un
sistema más grande. Se puede producir un módulo de reactor
estandarizado en volumen en una fábrica. Por lo tanto,
la fabricación de los sistemas del reactor y la construcción
del sitio pueden ser realizadas en paralelo. Además, el uso
de módulos estandarizados puede reducir potencialmente
los requerimientos de ingeniería específicos del sitio al proporcionar
diseños de referencia de instalaciones listas que
utilizan componentes para el balance de la central que son
conocidos y probados, como turbinas de vapor, condensadores,
generadores, interruptores, dispositivos de protección
y plataformas de control. Este enfoque de diseño modular
también puede simplificar la concesión de licencias y el
cumplimiento normativo para ayudar a acortar el tiempo de
finalización del proyecto.
El concepto de varios módulos permite escalar un sistema
SMR para que cumpla con la demanda de una aplicación
específica. Una instalación de SMR con varios módulos
puede funcionar en conjunto para satisfacer demandas superiores
a la capacidad nominal de cada unidad y/o operar de
manera escalonada o redundante para proporcionar una continuidad
en el suministro. A medida que crece la demanda,
se podrían agregar módulos adicionales en las mismas instalaciones.
Por ejemplo, el diseño del sistema NuScale incluye
un edificio para un reactor que puede albergar hasta 12
módulos de reactor. Al agregar capacidad de forma progresiva
según sea necesario, se pueden optimizar el costo inicial
y el tiempo de construcción, por lo que se puede obtener un
retorno de la inversión más rápido que para una central de
energía nuclear más grande construida en el sitio con una
capacidad de producción similar.
El diseño modular también hace posible cargar el combustible
nuclear en una fábrica para producir una unidad
transportable sellada, a veces denominada " batería nuclear " .
En este caso, todo el manejo de materiales radiactivos ocurriría
en el ambiente seguro y controlado de la fábrica.
Este tipo de unidad sería implementada para una vida útil
funcional fija. Al final de ese periodo, todo el sistema del
reactor podría ser retirado y devuelto a la fábrica para su
renovación y recarga de combustible. Algunos diseños apuntan
a un intervalo de reabastecimiento de combustible de 30
años. Esta característica reduce la complejidad del funcionamiento,
particularmente para implementaciones en sitios
marzo/abril 2022
remotos, así como el riesgo de contaminación por manipular
materiales radiactivos en el sitio. Adicionalmente, reduce el
riesgo de proliferación de materiales nucleares siendo desviados
a manos no autorizadas.
Otra característica clave que los diseños SMR tienen en
común con los últimos diseños de reactores a gran escala de
cuarta generación es el uso de sistemas de seguridad pasiva.
En particular, varios de los diseños propuestos incluyen un
circuito de enfriamiento primario por convección que elimina
la necesidad de bombas, lo que conduce a un diseño
más simple y elimina los posibles puntos de falla. Los
núcleos de los SMR también son físicamente más pequeños
que los de los reactores más grandes, con menores clasificaciones
de energía térmica y densidades de energía en el
núcleo. En algunos diseños, los núcleos compactos también
colocan el combustible más cerca del exterior del recipiente
del reactor. Esto simplifica la tarea de eliminar el calor por
descomposición nuclear una vez que se cierra el reactor. Esto
puede reducir el riesgo de que ocurra una fusión del núcleo.
El objetivo de estas características del diseño de seguridad
pasiva es crear una instalación para el reactor que sea segura
sin intervención humana incluso en el caso de una pérdida
total de energía eléctrica auxiliar en el sitio.
En la tabla 1 se muestran cuatro tipos principales de
SMR y sus características y parámetros clave de diseño. Los
diseños de recipientes presurizados integrados se basan en
tecnologías refrigeradas por agua bien establecidas. Tienen
niveles de temperatura de producción del reactor adecuados
tanto para la desalinización del agua de mar como para las
aplicaciones de calefacción urbana además de la generación
eléctrica. Los SMR enfriados por gas, que generalmente se
enfrían con helio, ofrecen temperaturas aún más altas para
el calor de procesos. (Véase " Un módulo de una central de
SMR " ). Esto abre más posibilidades para las aplicaciones
industriales, lo cual incluye el reformado de metano con
vapor, la gasificación de biomasa y la electrólisis con vapor
a alta temperatura. Los reactores refrigerados por sales fundidas
y metales líquidos incluyen varios diseños de reactores
rápidos con el potencial de utilizar combustibles gastados de
otros reactores comerciales. Esto contribuye a un uso más
eficiente del combustible nuclear.
Los sistemas para mantener el balance en una central más
comunes para los SMR utilizan una turbina de ciclo Rankine
de vapor tradicional y un par de generadores síncronos, lo
cual aprovecha tecnologías conocidas y ampliamente disponibles.
Sin embargo, algunos diseños se basan en turbinas de
ciclo Brayton de gas helio de ciclo directo y CO2 supercrítico.
Estos diseños pueden reducir drásticamente el tamaño
de los componentes del resto de la central, aunque con compensaciones
en el costo, la presión del trabajo y, potencialmente,
la velocidad del eje, lo cual requeriría el uso de una
caja de engranajes en algunos casos.
En comunidades remotas y sitios industriales, el costo
de la electricidad generada con combustible diésel puede
superar los USD$0.50/kWh debido a su aislamiento y
ieee power & energy magazine
71
IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2022

Table of Contents for the Digital Edition of IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2022
