SMR Borulama Sistemlerinde Isıl Genleşme ve Esnek Yalıtım Mühendisliği

SMR Borulama Sistemlerinde Isıl Genleşme ve Yalıtım Uyumu: ERATHERM Mühendisliği

Küçük Modüler Reaktörler (SMR), dar alanlarda yüksek güç yoğunluğu ve karmaşık borulama ağları ile karakterize edilir. Bu kompakt yapılarda, reaktörden buhar türbinine veya soğutma sistemlerine uzanan hatlar, ekstrem sıcaklık farkları nedeniyle ciddi ısıl genleşmelere maruz kalır. ERATHERM, SMR borulama sistemlerinde ısıl genleşmeyi absorbe eden, ısı kaybını engelleyen ve sistemin mekanik ömrünü uzatan esnek izolasyon ceketleri ve mühendislik çözümleri sunmaktadır.

Isıl Genleşme ve Yalıtım Uyumu Neden Önemlidir?

Geleneksel rijit (sert) yalıtım malzemeleri, borulardaki mikron veya santimetre düzeyindeki hareketleri karşılayamaz. Bu uyumsuzluk şu riskleri doğurur:

Yalıtım Hasarları: Rijit yalıtımın çatlaması sonucu oluşan kontrolsüz ısı kaçakları.

Mekanik Stres: Yalıtımın boru hareketini kısıtlaması nedeniyle dirsek ve bağlantı noktalarında (welding) oluşan gerilme çatlakları.

Yalıtım Altı Korozyon (CUI): Hareket sonucu oluşan boşluklardan giren nemin boru yüzeyinde korozyona yol açması.
ERATHERM’in esnek izolasyon ceketleri, boru hattıyla "nefes alarak" bu riskleri bertaraf eder.

ERATHERM’in Borulama ve Genleşme Çözümleri

ERATHERM, kompakt SMR hatları için dinamik ve esnek bir yalıtım stratejisi uygular:

1. Konsept Tasarım ve Stres Analiz Uyumu
İzolasyon tasarımı, boru hattının stres analizi (Pipe Stress Analysis) ile eş zamanlı yürütülür. ERATHERM mühendisleri, genleşme noktalarını (expansion loops) ve destek yapılarını (supports) dikkate alarak, borunun hareket yönüne göre özel kesimli ve çok katmanlı yalıtım konseptleri geliştirir.

2. Hesaplama ve Hareket Simülasyonları
Isıl genleşme miktarıhesaplanırken, yalıtımın bu harekete tepkisi simüle edilir.

Termal Geçiş Analizi: Ceket birleşim yerlerindeki esneme sırasında oluşabilecek anlık ısı kaçaklarının analizi.

CFD Destekli Akış Analizi: Boru hattındaki sıcaklık düşüşünün, esnek yalıtımın verimliliği üzerindeki etkisi.

3. Mühendislik Tasarımı ve Uygulama (Esnek Ceketler)
Nükleer sınıfa uygun, yüksek sıcaklığa dayanıklı kumaşlar (cam elyafı, silika, paslanmaz çelik mesh) ve iç dolgu malzemeleri ile üretilen sökülebilir esnek ceketler kullanıyoruz. Bu ceketler:

Genleşme körüklerini (expansion joints) tam kavrar.
Vana, flanş ve dirsek gibi karmaşık geometrilere tam uyum sağlar.
Paslanmaz çelik yaylı tokalar veya yüksek dayanımlı bantlar ile kolayca demonte edilebilir.

4. Audit, Analiz ve Optimizasyon
Mevcut SMR prototiplerinde veya işletmedeki hatlarda yalıtımın mekanik durumunu denetliyoruz. Termal Audit ile genleşme noktalarındaki yalıtım zafiyetlerini tespit ediyor, boru hattı hareketini engellemeyen daha verimli sistemlerle optimizasyon sağlıyoruz.

Uluslararası Standartlar ve Akademik Atıflar
Nükleer borulama sistemleri, dünyanın en katı mekanik ve termal standartlarına tabidir.

Uluslararası Atıf: ASME B31.1 (Power Piping) kodu, nükleer tesislerdeki boru hatlarının ısıl genleşme hesaplamalarının izolasyon yükleri ile birlikte değerlendirilmesini şart koşar. ERATHERM, uygulamalarında bu standartları ve ASTM C1094 (Esnek İzolasyon Ceketleri) klavuzlarını referans almaktadır.
Ayrıca, PVP (Pressure Vessels and Piping) konferanslarında sunulan çalışmalar, esnek yalıtım sistemlerinin boru hattı yorulma ömrünü (fatigue life) %15 oranında artırdığını kanıtlamıştır.