Estudio explora buques metaneros propulsados por energía nuclear
La Oficina Americana de Transporte Marítimo (ABS) ha publicado un estudio de diseño conceptual para ilustrar cómo un pequeño reactor nuclear modular podría alimentar un transportador de GNL de 145.000 m3.
El diseño fue modelado por ABS y Herbert Engineering Corporation (HEC) para ayudar a la industria a comprender mejor las implicaciones de viabilidad y seguridad de la propulsión nuclear y para apoyar futuros proyectos de desarrollo, dijo la sociedad de clasificación.
La Oficina de Estadísticas de Australia señaló que las tecnologías nucleares avanzadas que pueden implementarse para la propulsión de buques se encuentran en sus primeras etapas de madurez. Agregó que el nivel de detalle proporcionado en este estudio se había limitado a la información de ingeniería disponible a partir del diseño de aplicaciones terrestres para postulaciones de ingeniería y recomendaciones para la optimización futura del diseño.
El informe se centró en varias áreas, como la gestión del calor y la energía, el blindaje, la distribución del peso y otras características de diseño.
En el estudio conceptual se utilizó un reactor refrigerado por gas de alta temperatura (HTGR). Está refrigerado por helio y utiliza combustible TRISO de oxicarburo de uranio HALEU (enriquecido al 19,75 %) y una matriz de grafito como moderador para producir 50 MWt en el rango de energía de neutrones térmicos.
Los reactores se ubicarían detrás del bloque de alojamiento para proteger la carga criogénica de la carga térmica del compartimiento del reactor. Para protegerlos de colisiones, los compartimientos del reactor se instalarían por encima de la línea de daño inferior B/15 y dentro de los límites de penetración de daño transversal B/5.
Se supone que los reactores nucleares se complementarán con energía de batería en una configuración de propulsión eléctrica para lograr capacidades de seguimiento de carga y reducción de picos que de otro modo son más difíciles de lograr con reactores nucleares que normalmente están diseñados para servicios de generación de energía constante.
Se estima que la potencia total instalada necesaria para este tipo de buques es de unos 35.000 kW, de los cuales 11.650 kW cubrirían la carga del hotel y las redundancias asociadas, mientras que los 23.350 kW restantes son necesarios para alimentar la propulsión del buque y alcanzar la velocidad de diseño de 19,5 nudos. Esta potencia necesaria puede satisfacerse mediante dos centrales nucleares estándar que utilicen dos turbinas de vapor por reactor, cada una con una eficiencia de conversión de energía asumida del 35%.
Si ambos reactores fallan, la energía para un regreso seguro al puerto es proporcionada por dos conjuntos de generadores diésel estándar que no se utilizarían durante las operaciones normales, señaló ABS.
El estudio, respaldado por el Departamento de Energía de Estados Unidos, también concluyó que la tecnología HTGR permite velocidades de tránsito más rápidas y ofrece operaciones con cero emisiones. Tampoco habría necesidad de reabastecer combustible, aunque la tecnología HTGR tendría que reemplazarse aproximadamente cada seis años. Esto implica abrir la sala del reactor y retirar los reactores, y esto solo puede ocurrir en astilleros u otras instalaciones equipadas para manejar material radiactivo.
ABS dijo que si bien esto es posible en unos pocos astilleros en todo el mundo, la elección limitada implica un desafío distinto en comparación con los transportadores de GNL convencionales.
El informe es el último de una serie de iniciativas de la ABS diseñadas para abordar los desafíos a la adopción de tecnología nuclear en el mar. La ABS había estudiado anteriormente un buque portacontenedores de propulsión nuclear y un petrolero Suezmax y también a principios de este mes lanzó las primeras normas integrales de la industria para las plantas de energía nuclear flotantes.
«Si bien esta tecnología es bien conocida en tierra, su adaptación a aplicaciones marinas está en sus primeras etapas. Sin embargo, este estudio y otras investigaciones que hemos llevado a cabo destacan claramente su potencial significativo para abordar no solo el desafío de las emisiones del transporte marítimo, sino también para ofrecer una variedad de otras ventajas operativas a la industria», dijo Patrick Ryan, vicepresidente sénior y director de tecnología de ABS.
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