Deniz Altı Reaktörleri İçin Isıl Analiz ve Basınç Dayanımlı Yalıtım

Sualtı SMR Tasarımlarında Hidrotermal İzolasyon Çözümleri: ERATHERM Mühendisliği

Küçük Modüler Reaktörlerin (SMR) deniz tabanına veya su altına yerleştirilmesi, hem doğal bir soğutma kaynağına erişim hem de fiziksel güvenlik açısından devrimsel bir yaklaşımdır. Ancak sualtı ortamı; aşırı hidrostatik basınç, korozyon ve çevre suyu ile reaktör arasındaki kontrolsüz ısı transferi gibi devasa mühendislik zorluklarını beraberinde getirir. ERATHERM, sualtı SMR projelerinde reaktörün termal dengesini koruyan ve deniz ekosistemini ısıl kirlilikten koruyan hidrotermal izolasyon çözümleri konusunda; konsept tasarım, simülasyon ve yüksek teknolojili uygulama hizmetleri sunmaktadır.

Sualtı SMR’lerde Hidrotermal İzolasyonun Kritik Rolü

Sualtı nükleer uygulamalarında yalıtım, sadece ısıyı tutmak değil, aynı zamanda sistemin dış ortamla olan fiziksel etkileşimini yönetmektir. ERATHERM çözümleri şu kritik alanlara odaklanır:

Basınç Dayanımı: Derinlik arttıkça artan hidrostatik basınç altında ezilmeyen ve yalıtım değerini kaybetmeyen hücresel veya vakumlu sistemler.

Isıl Gradyan Yönetimi: Reaktörün iç sıcaklığı ile deniz suyunun düşük sıcaklığı arasındaki devasa farkın, muhafaza yapısında (containment) ısıl gerilmelere yol açmasını engellemek.

Deniz Ekosisteminin Korunması: Reaktörden dışarıya sızan ısının yerel deniz suyu sıcaklığını artırmasını önleyerek ekolojik dengenin korunması.

Korozyon ve Biyofouling Bariyeri: Tuzlu suyun korozif etkisine ve deniz canlılarının yüzeye tutunmasına dirençli dış katmanlar.

ERATHERM’in Sualtı Termal Mühendislik Hizmetleri

Sualtı SMR projeleri, havacılık ve derin deniz mühendisliğinin kesiştiği bir alandır. ERATHERM bu süreci dört aşamalı bir uzmanlıkla yönetir:

1. Konsept Tasarım ve Hidrotermal Modelleme
Sualtı reaktörünün derinliğine ve çevresel su akıntılarına göre yalıtım stratejisi belirliyoruz. Vakum ceketli sistemler (Vacuum Insulation Panels) veya sentaktik köpük (syntactic foam) tabanlı kompozit yalıtım konseptleri geliştirerek, minimum hacimde maksimum basınç ve ısı direnci sağlıyoruz.

2. CFD ve Hidrostatik Analizler
Sualtı ortamındaki ısı transferi, suyun yüksek termal iletkenliği nedeniyle çok hızlıdır.

Konveksiyon Analizi: Deniz akıntılarının reaktör yüzeyindeki ısı transfer katsayısı üzerindeki etkisinin simülasyonu.

Basınç Altında Termal Performans: Yalıtım malzemesinin yüksek basınç altında uğradığı deformasyonun ısıl iletkenlik  üzerindeki etkisinin 3D modellenmesi.

Isıl İz (Thermal Signature) Analizi: Reaktörün su altındaki termal izinin ekolojik etkilerinin hesaplanması.

3. Mühendislik Tasarımı ve Uygulama
Sualtı şartlarına uygun, çok katmanlı ve sızdırmazlığı garantilenmiş izolasyon sistemlerinin montajını gerçekleştiriyoruz. Deniz suyuna dayanıklı titanyum veya özel alaşımlı (Inconel) dış kaplamalar ile yalıtımın bütünlüğünü koruyor, su altı kaynak ve montaj standartlarına uygun uygulama yapıyoruz.

4. Audit, Uzaktan İzleme ve Optimizasyon
Sualtı tesislerinin erişilebilirliği kısıtlı olduğundan, yalıtımın durumunu izleyen akıllı sensör entegrasyonu ve audit hizmetleri sunuyoruz. Mevcut sualtı kapsüllerinin termal performansını analiz ederek, enerji verimliliği ve yapısal güvenlik için optimizasyon önerileri geliştiriyoruz.

 
Uluslararası Standartlar ve Akademik Referanslar
Sualtı nükleer tesisleri, hem nükleer hem de denizcilik (maritime) standartlarının birleşimidir.

Uluslararası Atıf: Lloyd's Register ve DNV tarafından yayınlanan "Subsea Nuclear Power Plants" klavuzları, dış muhafaza yapısının termal ve mekanik yükler altında güvenliğini şart koşar. ERATHERM, tasarımlarında bu klavuzları ve ISO 13628 (Design and Operation of Subsea Production Systems) standartlarını temel alır.

Ayrıca, Ocean Engineering dergisinde yayınlanan çalışmalar, sualtı reaktörlerinde kullanılan vakumlu yalıtım panellerinin enerji verimliliğini %40 artırdığını ve yapısal ömrü uzattığını kanıtlamıştır.