モジュール式核分裂実験炉（SMR）が冷却液回路の閉塞により重大な過熱を起こした。放射線レベルの高さからシステムに物理的にアクセスできないため、エンジニアリングチームはデジタルツインを活用した。リモートLIDARセンサーとサーモグラフィカメラを使用して原子炉内部の形状を取得し、影響を受けた回路の正確な3Dモデルを作成した。
Geomagic Control XとCOMSOLによる3D再構築とシミュレーション 🛠️
取得した点群データはGeomagic Control Xで処理され、原子炉の元のCAD設計と位置合わせされた。検出された偏差から、二次配管内に異常な狭窄領域があることが判明した。この形状モデルはCOMSOL Multiphysicsにエクスポートされ、冷却材の流れをシミュレーションした。シミュレーションにより、閉塞の原因が不完全に除去された溶接残留物であることが確認され、流量が40%減少し、局所的なホットスポットが発生していることが判明した。Autodesk ReCapにより、現場データとデジタルモデルの統合が容易になり、原子炉を分解することなく障害を忠実に可視化することが可能となった。
モジュール式原子力産業への教訓 ⚛️
この事例は、デジタルツインが設計ツールであるだけでなく、過酷な環境における重要な診断システムであることを示している。物理的な介入なしにミリ単位の閉塞を検出できる能力は、被ばくリスクとダウンタイムを大幅に削減する。受動的安全性が鍵となるSMR原子炉において、COMSOLのようなシミュレーションソフトウェアとリモートセンサーを統合することは、長期的な運用信頼性を確保するために必要な標準となりつつある。
SMR原子炉のデジタルツインにおける溶接欠陥の早期発見は、従来の非破壊検査方法と比較してどのような利点をもたらすか
(追伸: デジタルツインを更新するのを忘れないでください。さもないと、現実のツインが文句を言いますよ)