Technológia - Holos

A kialakítás különböző konfigurációi 3 MWe és 81 MWe közötti skálázható teljesítményértékeket biztosítanak, majdnem valós idejű terheléssel. A 13 MWe-ig terjedő villamos energiaigényhez egyetlen szállítótartály tartalmazza a teljes mobil működési generátort. Az alkatrészek karbantartás, felújítás vagy csere céljából külön-külön is szállíthatók. A generátorokat 60 év teljes élettartamra lehet újraengedélyezni.

Az operatív Holos Quad generátorok standard szállítási platformokon (polgári és katonai) szállíthatók az időben történő elosztás és visszakereshetőség érdekében. Az egyedi Holos Titan szubkritikus teljesítménymodulok standard szállítási platformon keresztül is szállíthatók, és működésbe hozhatók a modulok elhelyezésének helyszínén. A Holos Quad generátorok rövid időn belül a leállítás után visszakereshetők, mivel a bomlási hőenergia passzívan távozik az ORC rendszeren keresztül, elutasítva a hőenergiát a környezetbe. Alternatív megoldásként az egyes szubkritikus teljesítménymodulokat szállítási árnyékoló ládák segítségével lehet lekérni. Minden szubkritikus teljesítménymodul a leállás után is tovább termeli az áramot a bomló hőenergia arányában.

A Holos-konstrukcióban a független alkatrészeket összekötő csövek, csövek, szerelvények, szelepek és elektromos vezetékek hagyományos hálózatát, amelyet általában különféle (kis és nagy) reaktortervekben találnak, és az üzem mérlegeként emlegetik, az áramátalakító berendezések integrálásával helyettesítik. Holos üzemanyag-patronnal. A BoP kiküszöbölése megszünteti a hűtőfolyadék-balesetek (LOCA) elvesztésével járó kockázatokat, miközben csökkenti a tervezési sérülékenységet a tervezés alapú fenyegetésekkel szemben és túlmutat a tervezési alapú baleseti forgatókönyveken. Mivel az egyes szubkritikus teljesítménymodulok több rétegen keresztül lezáródnak, és egymástól független nyomáshatárokat alkotnak, és az üzemanyagpatronok teljesen szétválasztják az üzemanyagot, a radionuklidok szubkritikus teljesítménymodulokon kívüli szállításának kockázata jelentősen csökken.

A Holos-generátorok közel vannak a valós idejű terheléskövetéshez, az áramtermelés megfelel az energiaigénynek. Az egyes szubkritikus teljesítménymodulok viszonylag alacsony teljesítményértéke, valamint a gyorsan működő turbó-sugárhajtású motor-alapú átalakító rendszerek mellett gyors teljesítmény-emelkedést és lefelé haladást eredményez.

Az érzékelők felújítása vagy cseréje (pl. Neutron detektorok) távoli műveletekkel hajtható végre anélkül, hogy a karbantartási műveletek során a szubkritikus teljesítménymodulokat „kinyitnák”. A légköri nyomáscsatlakozók neutronkapcsolatot biztosítanak az üzemanyagpatronokkal, és lehetővé teszik a műszeralkatrészek behelyezését és eltávolítását. A kialakítás további légköri nyomáscsatlakozókkal is rendelkezik, amelyek az orvosi alkalmazásokra szánt kiválasztott izotópok gyártását támogatják.

A Holos Brayton ciklus komponensei, amelyek a hő visszavezetésére irányulnak a környezetbe, egy hulladék hővisszanyerő és átalakító rendszerhez kapcsolódnak, amely egy Rankine teljesítményciklust hajt végre szerves munkaközeggel. Az ORC alkatrészek és a Brayton hőelutasító rendszer összekapcsolása számos tervezési jellemzőt támogat:

A generátor teljesítményértéke
Üzemanyag-felhasználás
Termodinamikai hatékonyság 45% -tól 60% -ig

Ezenkívül ezek a tulajdonságok csökkentik a hőszennyezést, támogatják a folyamat hő képességeit független termohidraulikus hurok révén, és lehetővé teszik a szubkritikus teljesítménymodulokon kívüli biztonságos és elkülönített folyadékáramlást a városi fűtés és az ivóvíz alkalmazások támogatásához. Normál működés közben az ORC alkatrészek a Brayton visszautasított hőt villamos energiává alakítják, az elektromos teljesítményigénnyel arányos teljesítménynévvel (a valós idejű terheléskövető rendszer része).

Amikor az üzemanyag-kazettákat ideiglenesen vagy véglegesen leállítják, a Rankine szerves komponensei tovább működnek, hogy segédelektromos áramot állítsanak elő a bomlási hősebességgel arányos teljesítményarányokkal. Ez a funkció lehetővé teszi, hogy a generátort alkotó minden szubkritikus teljesítménymodul viszonylag alacsony teljesítmény mellett villamos energiát állítson elő a kikapcsolás után hosszabb ideig. Ez különösen érdekes azoknál az alkalmazásoknál, ahol villamos energiára van szükség a generátor visszakeresési műveletei során, mivel minden független szubkritikus teljesítménymodul, még a Quad konfigurációjából kivéve is, lényegében nagy kapacitású akkumulátort jelent hosszabb ideig.

A Brayton- és Rankine-alapú Holos integrált áramátalakító rendszer (BoP nélkül) termikusan összekapcsolható harmadik felek által előállított magokkal anélkül, hogy fel kellene tölteni a munkaközeget a telepítés helyén. Ezekben a konfigurációkban a Holos integrált áramátalakító rendszer telepítése abból áll, hogy a külső magot hővel összekapcsolják a Holos áramátalakító rendszer nyomáshatárán belül integrált és lezárt köztes és szigetelő hőcserélőkkel. Hélium vagy szén-dioxid felhasználható munkafolyadékként, ha a Holos áramátalakító rendszert zárt hurkú konfigurációkban működtetik. A külső gyártótól származó külső követelményektől függően a Holos áramátalakító rendszer konfigurálható úgy is, hogy környezeti levegővel működjön, különféle nyílt hurkú konfigurációkban.

Gyors telepítési alkalmazások (pl. Vészhelyzeti reagálás) esetén a generátor mérete és súlya csökken, és teljes egészében a szállító ISO konténerekben, amelyek 12 láb helyett 40 láb (6 méter) hosszúságúak, a különféle légi szállítási platformok lehetővé tétele érdekében. Ezekhez az alkalmazásokhoz a Holos generátorok úgy konfigurálhatók, hogy képviseljék az „önálló” elektromos szigeteket (nincs szükség alállomás kapcsolóberendezésre), mivel a Holos villamos energiát kondicionáló teljesítmény-inverterek alkalmazkodni tudnak a helyi/kis hálózati hálózati feszültség- és frekvenciaigényekhez, vagy feszültséget és frekvenciát szabhatnak ki rögtönzött hálózatokon keresztül, ha a helyi infrastruktúra hiányzik vagy súlyosan sérül.

Skálázható teljesítményérték

A teljesen üzemképes, akár 13 MWe teljesítményű Holos Quad generátorokat teljesen egyetlen szállítótartályba csomagolják, szubkritikus teljesítménymodulokkal, amelyek az üzemanyag-feltöltés között 12-20 effektív teljes év (EFPY) üzemanyag-patronokat tartalmaznak. A Holos EFPY az alkalmazási követelményeken alapul, a dúsítás és a generátor munkaciklusának korlátai mellett. A Holos Quad 13 MWe konfigurációhoz az egyes szubkritikus teljesítménymodulok 5,5 MW hőteljesítményt fejlesztenek. Minden Holos Quad szubkritikus teljesítménymodul szállítható külön-külön vagy már összekapcsolt állapotban, a szállítási ISO konténer méreteinek megfelelően. 13 MWe-nál nagyobb teljesítménynövekedés esetén a Holos generátorokat nagyobb szubkritikus teljesítménymodulokkal lehet kialakítani, több szállítótartály kombinálásával. Ezekben a konfigurációkban minden modult egymás közelében helyeznek el, hogy megfeleljenek a mag geometriájának és tömegének követelményeinek.

Azoknál az alkalmazásoknál, amelyek 60 MWe-nál nagyobb teljesítmény-névleges teljesítményt igényelnek, egyetlen Holos Titan generátor költséghatékonyabbá válik, összehasonlítva az ötször kisebb Holos Quad generátorok csoportosított és összekapcsolt költségével, hogy megfeleljenek egy hasonló teljesítményértéknek (pl. 5x 13 MWe = 65 MWe) . A Holos Titan konfigurációt nagyobb szubkritikus teljesítménymodulok alkotják. Ami a Holos Quad konfigurációt illeti, minden Titan szubkritikus teljesítménymodul kielégíti a szokásos szállítótartályok által képviselt méretkorlátokat. A szállítás helyén a nagyobb szubkritikus teljesítménymodulokat úgy helyezik el, hogy termikus és neutron kapcsolást hajtsanak végre villamos energia előállítására és a hő feldolgozására. A Holos Quad és Titan konfigurációkat üzemanyag-patronok működtetik, amelyek az üzemanyag-feltöltés között 5-12-20 évig tartanak (az alacsony minőségű dúsítástól és az alkalmazási követelményektől függően). A Holos Titan konfigurációkhoz az ORC alkatrészek független utólag felszerelt szállítótartályokban vannak elhelyezve. Ami a Quad konfigurációt illeti, az ORC modulokat termikusan csatlakoztatják a szubkritikus teljesítménymodulokhoz BoP berendezés nélkül, és a Brayton áramátalakító berendezések által leadott hőenergiát alakítják át villamos energiává.

Csökkentett rendszerek, szerkezetek és alkatrészek (SSC-k)

Mivel az egyes szubkritikus teljesítménymodulok csak az üzemanyag töredékét tartalmazzák, amelyek az egész magot alkotják, és viszonylag kis méreteket képviselnek (összehasonlítva a repülőgép-sugárhajtású motorokkal), a biztonsági teljesítmény érvényesítésére és ellenőrzésére szolgáló teljes körű tesztelés költséghatékonyan elvégezhető a gyárban. Ez csökkenti a költségeket és felgyorsítja az építési és engedélyezési eljárásokat. A generátor moduljait alkotó rendszerek, szerkezetek és alkatrészek (SSC-k) összes Holos-száma jelentősen csökken. Ennek eredményeként teljes körű tesztelés hajtható végre az egyes szubkritikus teljesítménymodulokon vagy az egész generátoron, hogy megfeleljenek és figyelemmel kísérjék a biztonsági teljesítményre vonatkozó előírásokat. Ezen jellemzők miatt a gyári tanúsítás követheti a szabályozási folyamatokat és a repülési sugárhajtóművekre alkalmazott minőségbiztosítási szabványokat. Összességében elmondható, hogy a generátor teljesen tesztelt, üzemképes és tanúsított állapotban hagyja a gyárat, hogy bármely helyszínen üzembe helyezhesse (nincsenek helyspecifikus stressz-korlátozások).

Adattárnak megfelelő

Biztonság

A Holos fokozott biztonságát eleve egy nagyon leegyszerűsített és integrált kialakítás, passzív redundáns és változatos biztonsági funkciókkal érik el. A Holos a viszonylag alacsony teljesítménynévvel és az alkatrészek méretével kombinálva támogatja az olcsó, teljes körű tesztelést a tervezés szimulációja érdekében, és a tervezési alapon felüli baleseti szcenáriókon túl a biztonsági teljesítmény érvényesítése érdekében. Az alacsony költségű, teljes körű tesztelés tovább támogatja a minőségbiztosítási programok megvalósítását az alkatrészgyártási, tesztelési és karbantartási programok során, miközben működnek annak biztosítása érdekében, hogy a biztonsági teljesítmény változatlan maradjon a generátor üzemideje alatt. A Holos design biztonsági funkciói figyelembe veszik a súlyos atomerőmű-balesetek tanulságait és az üzemeltetési tapasztalatokat. A modern olvadásálló üzemanyagok már most is jelentős előnyökkel járnak abban, hogy magában az üzemanyagban minden működési és normálistól eltérő körülmények között lezárják a radioaktív illékony anyagokat. A biztonság további növelése érdekében a Holos üzemanyag-patronok az olvadásbiztos üzemanyagot többrétegű és megerősített szerkezetekbe zárják, amelyeket passzívan hűtenek a környezeti levegő. A Holos biztonsági funkciói közé tartoznak a tervezés alapjául szolgáló fenyegetés/támadás forgatókönyvek megoldására tervezett biztonsági rendszerek.

A szubkritikus teljesítménymodulok le vannak zárva, és mindegyik teljesen működőképes teljesítmény-átalakító elemeket integrál (pl. Turbógép, generátor és kompresszor motor). Ennek eredményeként egyenként szállíthatók a normál szállítóplatformokkal kompatibilis szállítási rekeszeken keresztül. A Holos Quad konfigurációhoz több szubkritikus teljesítménymodult szállíthatunk már összekapcsolt állapotban, és mindegyik egyetlen ISO szállítótartályban található, hogy a telepítés helyszínére érve azonnali működőképességet biztosítson. Az egyes Holos szubkritikus teljesítménymodulok eredendően nem képesek reaktívvá válni. Csak akkor, ha több szubkritikus teljesítménymodult helyeznek el egymás közelében és megfelelő geometriát alkotnak, az „egész” Holos mag összekapcsolódik (kritikussá válik), ezáltal lehetővé téve az elektromos energiatermelést.

A szubkritikus teljesítménymodulokba töltött üzemanyag-patronok különböző típusú üzemanyagokat képesek befogadni, és gyáraktól a lerakatig folyamatosan zárva maradnak. Az üzemanyag és az áramátalakító komponenseken keresztül keringő munkafolyadékok között több fizikai akadály akadályozza meg az üzemanyagpatronokon kívüli potenciális radioizotóp-migrációt. Minden alkatrész megfelel az alacsony költségű ártalmatlanítás és leszerelés engedélyezett hulladéklerakókkal történő biztonsági teljesítményének és méretbeli követelményeinek, anélkül, hogy az üzemanyag-patronok belsejét mindig a kezelő, a lakosság és a környezet érintené a gyáraktól a tárolóig.

A Holos teljesítményátalakító alkatrészek közvetlenül az üzemanyagpatronhoz vannak csatlakoztatva, és együtt vannak lezárva. Mindegyik szubkritikus teljesítménymodul tovább van felszerelve sugárzással és ballisztikus pajzsokkal. A munkafolyadékokat gyárilag töltik fel, és mindegyik tápegységet a telepítés előtt validált biztonsági teljesítménnyel tesztelik. A telepítés, az üzemeltetés és a reaktor leszerelésének ideje alatt az üzemanyagnak való kitettség kockázata nem áll fenn az üzemeltetők, a lakosság vagy a környezet számára (az üzemanyag gyáraktól a lerakatig folyamatosan szeparált és lezárt állapotban van). Az erőátalakító turbógép-alkatrészek közvetlenül repülési és áramtermelő rendszerekből származnak (pl. Gázturbina). Az erőátalakító közvetlen meghajtású motorok és generátorok kereskedelmi megújuló energiaforrásokból és hulladékhő-visszanyerő rendszerekből származnak. Hasonlóképpen, az IGBT teljesítménymodulok által alkotott inverterek kereskedelmi forgalomban kaphatók és telepítve vannak az átalakított nap-, szél- és hulladékhő-visszanyerő energia szinkronizálásához.

A Holos üzemanyag patronokhoz nincs szükség víz lehűlésére. A passzív környezeti léghűtés biztosítja az üzemanyag integritását minden működési és normálistól eltérő helyzetben. A műveletek után a tüzelőanyag által természetesen előállított bomlási hőt léghűtéssel biztonságosan és passzívan eltávolítják. Az üzemanyag-patron a biztonsági határértékek alatt tartja a hőmérsékletet még a munkaközeg teljes elvesztése esetén is.

Minden szubkritikus teljesítménymodul a normálistól eltérő generátorműveletek során alapértelmezés szerint szubkritikus állapotba kerül. A szubkritikusságot a szubkritikus modul pozicionáló rendszer (AMPS) biztosítja, természetesen a gravitációval, ha a modul pozicionáló rendszere meghibásodik vagy meghibásodik, és negatív üzemanyag-hőmérsékleti együtthatóval kell elhelyezni a modulokat, hogy hibás maggeometriát képezzenek (szubkritikus teljesítménymodul elmozdulása vagy hibás elrendezése) támadási vagy szabotázs alapú támadások tervezésére). Ezen esetek egyike sem igényli a kezelő beavatkozását. A generátor a valós idejű terheléskövetés közelében van, ezért automatikusan beállítja az üzemanyagkazetta hőteljesítményét, hogy gyorsan alkalmazkodjon az elektromos buszon megnyilvánuló elektromos terheléshez. Mindezek a funkciók automatikusak, és nem igényelnek helyszíni üzemeltetőket. A legfontosabb működési paramétereket vezeték nélkül továbbítják egy feldolgozó és irányító központba, hasonló protokollokkal, mint amelyeket a sugárhajtóműves motorokat valós időben figyelemmel kísérő légiközlekedési vállalatok fogadnak el az egész világon.

A benne rejlő passzív funkciók és a tervezési jellemzők fokozzák a generátor képességeit a zárt üzemanyagpatronokon kívüli radionuklidok vándorlásának megakadályozásában. Ezek a funkciók biztosítják a biztonságos üzemeltetést a tervezési alapú fenyegetések (ideértve a terrorizmust, a repülőgép balesetét, a radiológiai szabotázst, a számítógépes fenyegetéseket) és a tervezési alapú támadások (ballisztikus, robbanó, erőszakos külső támadások, öngyilkossági támadások) alatt. A további biztonsági funkciók közé tartozik a mélységes redundáns és diverzifikált beépített és tervezett mechanizmusok védelme azoknak a támadásoknak a megbirkózása érdekében, amelyek képesek átjutni a pajzsokon, a reflektorokon, a nyomástartó edényen, a többrétegű üzemanyag-kazetta szerkezetén és elérik a erősen megerősített üzemanyagot.

Technológiai készültségi szint (TRL)

Gyárthatóság

Teljes körű tesztelés

Amint azt a gyártási előírás organigramája című projekt mutatja, a II-VI. Szakasz az összes alkatrész teljes körű tesztelését tartalmazza a hulladékhő-visszanyerő rendszerek számára kifejlesztett, több MegaWatt-os, olcsó tesztelő berendezéseken keresztül. A tesztelés magában foglalja a szubkritikus teljesítménymodul biztonsági teljesítményének érvényesítését a tervezési alapú forgatókönyvek alapján, a tervezési és a támadás/szabotázs alapú forgatókönyveken túl. A teljes körű tesztelést úgy hajtják végre, hogy az üzemanyag-patronokat helyettesítő hőpatronokra cserélik (pl. Nem nukleáris hőforrásokra alapozva), amelyek hőenergiát biztosítanak a szubkritikus teljesítményű modulok turbokészülékének teljes teljesítményen történő működéséhez. Ezekben az olcsó tesztkonfigurációkban a szubkritikus teljesítménymodulok összekapcsolhatók az alrendszerekkel és működtethetők minden hiteles működési, normálistól eltérő és szabotázs szcenárió esetén. A teljes körű tesztelési tevékenységek részeként a megerősített üzemanyag-kazetta szerkezete mechanikai igénybevételnek lehet kitéve, beleértve a nyomást, a rezgést, a szerkezeti és a termikus ciklust, hogy ellenőrizze a műszaki és biztonsági teljesítményt. Hasonlóképpen, az AMPS, valamint a teljesítményelektronika és a vezérlők teljes energiával, dinamikus elektromos terhelésekkel végezhetők el az instabil elektromos hálózatok szimulálása és a valós idejű, nagy felbontású terhelés érvényesítése érdekében, a tervezés által kínált jellemzők szerint.

HolosGen LLC

Holos a Hírekben

Radikálisan innovatív Holos építészet

Működő nukleáris generátorok egy szállítótartályban