Различните конфигурации на дизайна осигуряват скалируема мощност от 3 MWe до 81 MWe с почти реално време натоварване след електричество. За потребление на електроенергия до 13 MWe, един транспортен контейнер включва целия мобилен оперативен генератор. Компонентите могат да се транспортират и поотделно за поддръжка, обновяване или подмяна. Генераторите могат да бъдат прелицензирани за общ живот от 60 години.

силови модули

Оперативните генератори Holos Quad могат да се транспортират чрез стандартни транспортни платформи (цивилни и военни) за своевременно разпространение и извличане. Отделни подкритични захранващи модули Holos Titan също могат да се транспортират чрез стандартна транспортна платформа и да станат експлоатационни чрез позициониране на модулите на мястото за разполагане. Quad генераторите на Holos могат да бъдат извлечени малко след изключване, тъй като топлинната енергия от разпадане се пасивно отстранява чрез ORC система, отхвърляща топлинната енергия към околната среда. Като алтернатива, всеки подкритичен силов модул може да бъде извлечен чрез използване на транспортни екраниращи щайги. Всеки подкритичен силов модул продължава да произвежда електричество след изключване пропорционално на разпадащата се топлинна енергия.

В дизайна на Holos конвенционалната мрежа от тръбопроводи, тръби, фитинги, клапани и електрически тръбопроводи, свързващи независими компоненти, обикновено срещани в различни конструкции на реактори (малки и големи) и наричани Balance of Plant, се заменя с интегриране на оборудването за преобразуване на мощност с касета за гориво Holos. Елиминирането на BoP отменя рискове, свързани със загуби на аварии с охлаждаща течност (LOCA), като същевременно намалява уязвимостта на проекта към заплахи за базисни проекти и извън сценариите на базови аварии. Тъй като всеки подкритичен силов модул е ​​запечатан през множество слоеве, образуващи независими граници на налягането, а горивните патрони изцяло разделят горивото, рисковете от транспортиране на радионуклиди извън подкритичните силови модули значително намаляват.

Хологенераторите са почти в реално време, следвайки натоварването, с генериране на енергия, съответстващо на търсенето на енергия. Относително ниската номинална мощност за всеки подкритичен силов модул, заедно с бързо задействащите се преобразуващи системи, базирани на турбореактивен двигател, водят до бързо нарастване на мощността и намаляване на брега.

Обновяването или подмяната на сензора (напр. Неутронни детектори) може да се изпълни чрез дистанционни операции, без да се „отварят“ подкритичните силови модули по време на операциите по поддръжка. Портовете за атмосферно налягане осигуряват неутронно свързване с патроните за гориво и позволяват вмъкването и изтеглянето на компонентите на измервателните уреди. Дизайнът е оборудван и с допълнителни портове за атмосферно налягане, предназначени да подпомагат производството на избрани изотопи за медицински приложения.

Компонентите на цикъла Holos Brayton, предназначени за отхвърляне на топлината към околната среда, са свързани със система за възстановяване и преобразуване на отпадъчна топлина, изпълняваща цикъл на мощност на Rankine с органична работна течност. Свързването на ORC компоненти със системата за отхвърляне на топлина Brayton поддържа серия от дизайнерски характеристики, увеличаващи се:

  • Номинална мощност на генератора
  • Използване на горивото
  • Термодинамична ефективност от 45% до 60%

Освен това тези характеристики намаляват топлинното замърсяване, поддържат топлинните способности на процеса чрез независим термохидравличен контур и позволяват безопасна и разделена циркулация на течността извън подкритичните силови модули, за да поддържат градското отопление и приложенията на питейна вода. По време на нормална работа компонентите на ORC преобразуват отхвърлената от Брейтън топлина в електричество при номинална мощност, пропорционална на потреблението на електрическа енергия (част от системата за проследяване на натоварването в почти реално време).

Когато патроните за гориво са временно или окончателно изключени, органичните компоненти на Rankine продължават да работят, за да произвеждат спомагателна електроенергия при мощност, пропорционална на скоростта на загряване. Тази функция позволява на всеки подкритичен силов модул, образуващ генератора, да произвежда електрическа енергия при относително ниска номинална мощност за продължителни периоди от време след изключване. Това е от особен интерес за приложения, при които се изисква електрическа енергия по време на операции за извличане на генератора, тъй като всеки независим подкритичен захранващ модул, дори когато е извлечен от неговата Quad конфигурация, по същество представлява батерия с голям капацитет за продължително време.

Вградената система за преобразуване на мощност Holos, базирана на Brayton и Rankine (без BoP), може да бъде термично свързана с ядрени ядра, произведени от трети страни, без да е необходимо зареждането на работната течност на мястото на разполагане. При тези конфигурации инсталирането на интегрална система за преобразуване на мощност Holos се състои от термично свързване на външното ядрено ядро ​​към междинни и изолиращи топлообменници, интегрирани и запечатани в границите на налягането в системата за преобразуване на мощност Holos. Хелий или въглероден диоксид могат да се използват като работни течности, когато системата за преобразуване на мощност Holos работи в конфигурации със затворен цикъл. В зависимост от външните изисквания на ядрото на трета страна, системата за преобразуване на мощност Holos може да бъде конфигурирана да работи с въздух в околната среда като работна течност при различни конфигурации с отворен контур.

За приложения за бързо разгръщане (напр. Реагиране при извънредни ситуации), размерът и теглото на генератора се намаляват и се включват изцяло в транспортни ISO контейнери с дължина 20 фута (6 метра), вместо 40 фута (12,2 метра), за да се даде възможност за различни платформи за въздушен транспорт. За тези приложения, Holos генераторите могат да бъдат конфигурирани да представят „самостоятелни“ електрически острови (не е необходимо оборудване за подстанция), тъй като електрическите захранващи преобразуватели на Holos могат да се адаптират към местните/малки изисквания за напрежение и честота на електрическата мрежа или да налагат напрежение и честота чрез импровизирани мрежи, когато местната инфраструктура отсъства или е сериозно повредена.

Мащабируема мощност

Напълно функциониращи Holos Quad генератори с мощност до 13 MWe са напълно затворени в един транспортен контейнер с подкритични силови модули, включващи горивни касети с продължителност 12-20 ефективни години на пълна мощност (EFPY) между зареждането с гориво. Holos EFPY се основава на изискванията на приложенията при ограниченията на обогатяването и работния цикъл на генератора. За конфигурацията Holos Quad 13 MWe всеки подкритичен силов модул развива 5,5 MW термична енергия. Всеки подкритичен захранващ модул Holos Quad може да се транспортира поотделно или вече е свързан в съответствие с изискванията за размер на ISO контейнера за транспортиране. За мощности, по-високи от 13 MWe, генераторите на Holos могат да бъдат оформени от по-големи подкритични силови модули, съчетани чрез комбиниране на множество транспортни контейнери. В тези конфигурации всеки модул е ​​разположен близо един до друг, за да задоволи геометрията и изискванията на масата.

За приложения, изискващи мощност над 60 MWe, един генератор на Holos Titan става по-рентабилен в сравнение с цената на 5 пъти по-малките Holos Quad генератори, групирани и свързани, за да съответстват на подобна мощност (напр. 5x 13 MWe = 65 MWe) . Конфигурацията на Holos Titan се формира от по-големи подкритични силови модули. Що се отнася до конфигурацията на Holos Quad, всеки подкритичен силов модул на Titan отговаря на размерите, представени от стандартните транспортни контейнери. Веднъж попаднали на мястото за доставка, по-големите подкритични силови модули са разположени за изпълнение на термично и неутронно свързване за производство на електричество и обработка на топлина. Конфигурациите Holos Quad и Titan се захранват от патрони за гориво, които издържат 5-12-20 години между зареждането (в зависимост от нискокачественото обогатяване и изискванията за приложение). За конфигурациите на Holos Titan компонентите ORC се намират в независими модернизирани транспортни контейнери. Що се отнася до конфигурацията Quad, ORC модулите са термично свързани към подкритичните силови модули без BoP оборудване и преобразуват топлинната енергия, отделена от оборудването за преобразуване на мощността Brayton в електричество.

Намалени системи, конструкции и компоненти (SSC)

Тъй като всеки подкритичен силов модул съдържа само част от горивото, формиращо цялото ядро, и представлява относително малки размери (сравними с авиационните реактивни двигатели), пълномащабните тестове за валидиране и наблюдение на ефективността на безопасността могат да бъдат икономически ефективни в завода. Това намалява разходите и ускорява строителните и лицензионните процедури. Общият брой системи, структури и компоненти (SSC), образуващи модулите на генератора, е значително намален. В резултат на това може да се извърши пълномащабно изпитване на отделни подкритични силови модули или на целия генератор, за да се удовлетворят и наблюдават стандартите за безопасност. Поради тези характеристики фабричното сертифициране може да следва регулаторни процеси и стандарти за осигуряване на качеството, прилагани към авиационните реактивни двигатели. Като цяло генераторът оставя фабриката напълно тествана, експлоатационна и сертифицирана за внедряване на който и да е обект (без специфични за обекта стрес фактори).

Съответства на хранилището

Безопасност

Подобрената безопасност на холосите се постига по същество чрез силно опростен и интегриран дизайн с пасивни излишни и разнообразни функции за безопасност. Холовите комбинации, сравнително ниска номинална мощност и размер на компонентите, поддържат евтини пълномащабни тестове, за да се симулира дизайн и извън проектните сценарии за произшествия, за да се потвърди ефективността на безопасността. Евтините пълномащабни тестове допълнително подкрепят прилагането на програми за осигуряване на качеството по време на производството на компоненти, програмите за тестване и поддръжка, докато в експлоатация, за да се гарантира ефективността на безопасността, остава незасегната през експлоатационния живот на генератора. Характеристиките за безопасност на дизайна на Holos са фактори, извлечени от тежки аварии в атомната електроцентрала и експлоатационен опит Съвременните устойчиви на стопяване горива вече предлагат значителни предимства по отношение на запечатването на радиоактивни летливи вещества в самото гориво при всички експлоатационни и ненормални условия. За по-нататъшно повишаване на безопасността, касетите за гориво Holos уплътняват устойчивото на стопяване гориво в многослойни и подсилени структури, които се охлаждат пасивно от въздуха в околната среда. Характеристиките за безопасност на холосите включват проектирани системи за безопасност, адресирани към сценариите за заплаха/атака в основата на дизайна.

Подкритичните силови модули са запечатани и всеки интегрира напълно работещи компоненти за преобразуване на мощност (напр. Турбомашини, генератор и компресорен двигател). В резултат на това те могат да се транспортират поотделно чрез транспортни щайги с изисквания за размери и тегло, съвместими със стандартните транспортни платформи. За конфигурацията на Holos Quad могат да се транспортират множество подкритични силови модули, които вече са свързани и всички се съдържат в един ISO транспортен контейнер за незабавна експлоатация при пристигане на мястото за разполагане. Отделните подкритични захранващи модули на Holos по своята същност не могат да станат реактивни. Само когато множество подкритични силови модули са разположени близо един до друг и образуват адекватни геометрии, „цялото” ядро ​​на Holos се свързва (става критично), като по този начин дава възможност за производство на електрическа енергия.

Касетите за гориво, заредени в подкритичните силови модули, могат да побират различни видове горива и да останат затворени през цялото време от фабриката до хранилището. Множество физически бариери между горивото и работните течности, циркулиращи през компонентите за преобразуване на мощност, предотвратяват потенциални миграции на радиоизотопи извън касетите с гориво. Всички компоненти отговарят на изискванията за безопасност и изискванията за размери за евтино обезвреждане и извеждане от експлоатация чрез лицензирани контейнери за изхвърляне на отпадъци, без излагане на вътрешните части на патроните за гориво на операторите, широката общественост и околната среда по всяко време от фабриката до хранилището.

Компонентите за преобразуване на мощността на холосите са директно свързани към патрона за гориво и всички са запечатани заедно. Всеки подкритичен силов модул е ​​допълнително оборудван с радиационни и балистични екрани. Работните течности се зареждат в завода и всеки силов модул е ​​напълно тестван с валидирани показатели за безопасност преди внедряването. Няма риск от излагане на гориво за операторите, широката общественост или околната среда по време на инсталацията, експлоатацията и по време на дейностите по извеждане от експлоатация на реактора (горивото остава разделено и запечатано през цялото време от фабриката до хранилището). Компонентите на турбомашините за преобразуване на мощност са директно получени от авиационни системи и системи за производство на енергия (например газова турбина). Двигателите и генераторите с директно задвижване за преобразуване на мощност се получават от търговски системи за възстановяване на отработена енергия и отпадъчна топлина. По подобен начин, силовите инвертори, образувани от IGBT силови модули, се предлагат в търговската мрежа и са инсталирани за синхронизиране на преобразуваната слънчева, вятърна и отработена топлинна енергия за регенериране към електрическата мрежа.

Касетите за холос холози не изискват вода за охлаждане. Пасивното въздушно охлаждане в околната среда осигурява целостта на горивото при всички експлоатационни и извън нормални сценарии. След операциите топлината от разпадане, естествено произведена от горивото, също се отстранява безопасно и пасивно чрез въздушно охлаждане. Касетата за гориво поддържа температури под границата на безопасност дори при сценарии на пълна загуба на работна течност.

Всеки подкритичен захранващ модул по подразбиране е по подразбиране в подкритично състояние при ненормални операции на генератора. Подкритичността се осигурява от системата за позициониране на подкритичния модул (AMPS), естествено от гравитацията, ако системата за позициониране на модула се повреди или се повреди, и от отрицателния коефициент на температурата на горивото, ако модулите трябва да бъдат разположени, за да образуват погрешна геометрия на сърцевината (изместване на подкритичния модул или неправилно подравняване поради да проектира сценарий за атака на база или дизайн за саботаж на база). Нито един от тези сценарии не изисква намеса на оператора. Генераторът е в близост до проследяване на натоварването в реално време, поради което той автоматично регулира номиналната мощност на топлинната касета, за да се адаптира бързо към електрическото натоварване, проявяващо се в неговата силова шина. Всички тези функции са автоматични и не изискват оператори на място. Ключовите оперативни параметри се предават безжично на център за обработка и контрол с протоколи, подобни на тези, приети от авиационни компании, които наблюдават реактивни двигатели в реално време по целия свят.

Присъщите пасивни характеристики и конструирани конструктивни характеристики подобряват възможностите на генератора за предотвратяване на миграцията на радионуклиди извън запечатаните горивни касети. Тези функции осигуряват безопасни операции при заплахи на базата на проекти (включително тероризъм, самолетна катастрофа, радиологичен саботаж, кибер заплахи) и сценарии на атака на базата на проекти (балистични, експлозивни, насилствени външни атаки, самоубийствени атаки). Допълнителните функции за безопасност включват защита в дълбочина, излишни и разнообразни присъщи и конструирани механизми за справяне с атаки, които успяват да преминат през щитове, отражатели, съда под налягане, многослойната структура на патрона за гориво и да достигнат силно подсиленото гориво.

Ниво на технологична готовност (TRL)

Производственост

Пълномащабно тестване

Както е показано в организационната схема на проекта в раздел „Производственост“, етапите II-VI включват пълномащабно тестване на всички компоненти чрез мултимегаватни тестови стендове, разработени за системи за оползотворяване на отпадъчна топлина. Тестването включва подкритично валидиране на ефективността на безопасността на модула при сценарии на проектна основа, извън проектната основа и сценариите за проектна атака/саботаж. Пълномащабното изпитване се извършва чрез подмяна на горивните патрони със сурогатни топлинни патрони (например на базата на неядрени източници на топлина), осигуряващи топлинна енергия за подкритичния силов модул турбомашината да работи с пълна мощност. Съгласно тези евтини конфигурации за тестване, подкритичните силови модули могат да бъдат свързани към подсистемите и да работят при всички надеждни оперативни, извън нормални и саботажни сценарии. Като част от цялостните тестови дейности, подсилената структура на патрона за гориво може да бъде подложена на механични стресови фактори, включващи налягане, вибрации, структурни и термични цикли, за да се потвърдят техническите и безопасните характеристики. По същия начин тестването на AMPS и силовата електроника и контролите могат да бъдат изпълнени с пълна мощност с динамични електрически натоварвания, за да се симулират нестабилни електрически мрежи и да се провери натоварването с висока разделителна способност в реално време, следвайки характеристиките, предлагани от дизайна.

HolosGen LLC

Холо в новините

Радикално иновативна архитектура на холос

Експлоатационни ядрени генератори в корабен контейнер