美國航運(yùn)局(ABS)發(fā)布了一項概念設(shè)計研究，以說明小型模塊化核反應(yīng)堆如何為145,000立方米的液化天然氣運(yùn)輸船提供動力。
船級社表示，該設(shè)計由美國船級社和赫伯特工程公司（HEC）共同建模，旨在幫助業(yè)界更好地了解核推進(jìn)的可行性和安全性影響，并支持未來的發(fā)展項目。
ABS指出，可用于船舶推進(jìn)的先進(jìn)核技術(shù)尚處于成熟初期。它補(bǔ)充說，這項研究提供的詳細(xì)程度僅限于從陸地應(yīng)用設(shè)計中獲得的工程信息，用于工程假設(shè)和未來設(shè)計優(yōu)化的建議。
該報告重點關(guān)注幾個領(lǐng)域，包括熱量和能量管理、屏蔽、重量分布和其他設(shè)計特征。
概念研究使用了高溫氣冷反應(yīng)堆(HTGR)。它采用氦冷卻，使用HALEU（19.75%濃縮）鈾碳氧化物TRISO燃料和石墨基質(zhì)作為慢化劑，在熱中子能量范圍內(nèi)產(chǎn)生50 MWt。
反應(yīng)堆將位于居住區(qū)后部，以保護(hù)低溫貨物免受反應(yīng)堆艙熱負(fù)荷的影響。為防止碰撞，反應(yīng)堆艙將安裝在B/15底部損傷線上方，B/5橫向損傷穿透范圍內(nèi)。
假設(shè)核反應(yīng)堆將在電力推進(jìn)配置中由電池電源補(bǔ)充，以實現(xiàn)負(fù)荷跟蹤和調(diào)峰能力，而這些能力通常設(shè)計用于恒定發(fā)電服務(wù)的核反應(yīng)堆很難滿足。
此類船舶的總裝機(jī)功率需求估計約為35,000千瓦；其中11,650千瓦將滿足酒店負(fù)荷和相關(guān)冗余，而其余23,350千瓦則用于為船舶推進(jìn)提供動力，以達(dá)到19.5節(jié)的設(shè)計速度。該功率需求可以通過兩個標(biāo)準(zhǔn)核電站來滿足，每個反應(yīng)堆使用兩個蒸汽渦輪機(jī)，每個蒸汽渦輪機(jī)的功率轉(zhuǎn)換效率假設(shè)為35%。
ABS指出，如果兩座反應(yīng)堆都發(fā)生故障，安全返回港口的電力由兩組標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)電機(jī)提供，而正常運(yùn)行時不會使用這兩組柴油發(fā)電機(jī)。
這項研究由美國能源部支持，還發(fā)現(xiàn)HTGR技術(shù)可以提高運(yùn)輸速度，并實現(xiàn)零排放運(yùn)行。此外，HTGR技術(shù)也無需加油，盡管大約每六年需要更換一次。這意味著要打開反應(yīng)堆室并拆除反應(yīng)堆，而這只能在造船廠或其他配備有處理放射性物質(zhì)的設(shè)施中進(jìn)行。
ABS表示，盡管全球少數(shù)幾家造船廠可以實現(xiàn)這一目標(biāo)，但與傳統(tǒng)的液化天然氣運(yùn)輸船相比，有限的選擇意味著明顯的挑戰(zhàn)。
該報告是ABS為應(yīng)對海上采用核技術(shù)的挑戰(zhàn)而采取的一系列舉措中的最新一項。ABS此前曾研究過一艘核動力集裝箱船和一艘蘇伊士型油輪，并于本月早些時候推出了業(yè)內(nèi)首部針對浮動核電站的綜合規(guī)則。
“雖然這項技術(shù)在陸地上已被廣泛理解，但將其應(yīng)用于海洋尚處于起步階段。然而，這項研究和我們進(jìn)行的其他研究清楚地表明，它不僅可以解決航運(yùn)排放問題，還可以為該行業(yè)帶來一系列其他運(yùn)營優(yōu)勢。”ABS高級副總裁兼首席技術(shù)官Patrick Ryan表示。