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改变美国核能未来的5种反应堆
发布日期:2021-01-24

  北极星核电网讯:虽然“核能”看起来像一种技术,但实际上它是各种不同反应堆和不同工艺技术的融合,有些堆型更高效,有些更具可扩展性。不仅仅只有一种核反应堆或者一种利用核能的方法。事实上,有数百种不同的反应堆设计,理论上可以改变公众对能源的看法。

  在美国,能源部近期实施了一项名为“先进反应堆示范计划”,简称ARDP的项目。这一项目通过鼓励投资企业与公用事业建立成本分摊伙伴关系,加快先进反应堆的示范建设,从而确保美国在全球范围内保持最佳核电技术的领先地位。该项目负责人最近宣布了5种新的核反应堆类型,他们希望为其提供资金,并对其进行更详细的研究。

  这5种反应堆的范围从小型模块化反应堆到熔盐高效反应堆。根据美国能源部的说法,一旦它们得到足够的规模,就有可能在全球能源市场上取得竞争地位。

  ARDP项目最近获得了3000万美元的额外拨款,用于分配已经选定参与该项目的一些公司,目的是帮助它们在2030年前获得核反应堆的批准。

  这些资金将被这些公司用来解决“他们目前面临的技术、运营和许可方面的挑战”,目的是降低这些公司面临的开发风险,提高技术准备水平,为未来的示范和最终部署做好准备”。

  看看美国能源部所包含的5种不同的反应堆设计,我们可以从一个角度来了解核能的未来走向。

  BWX Technologies是为美国政府开发新反应堆技术的公司之一,是ARDP计划的一部分。具体来说,他们正在开发微型反应堆,可以方便地运输和运行在离网和偏远地区。想象一下,一个小型的便携式核反应堆可以被拖来拖去为大型项目提供动力。

  该反应堆预计要到20世纪30年代才能完工,但该设计采用了高温气体设计和铀氮化物燃料内核,可产生约50兆瓦的热能。BWX目前正在与爱达荷州国家实验室和橡树岭国家实验室共同研究反应堆。

  BWX技术公司也不仅仅是开发这一个反应堆,他们还致力于优化核燃料,以降低核反应堆的成本。这种新的燃料技术也有助于其他核反应堆的设计。

  下一个微型反应堆似乎是从科幻小说中直接拉出来的。由西屋电气公司开发的eVinci微型反应堆大约有一个集装箱那么大,可以产生15兆瓦的热能。它可以在不到30天的时间内建立起来,并输出最小的辐射。

  西屋公司将与美国伊利诺伊州洛斯阿拉莫斯国家实验室和德克萨斯农工大学合作,制造所有必要的部件,以开发微型反应堆的示范装置。他们的目标是到2024年拥有一个功能样机,到本世纪末该产品将完全商业化。

  Hermes反应堆不是一个新的设计,而是凯罗斯电力公司现有商业反应堆的缩小版。具体来说,KP-FHR反应堆将缩小规模,以生产140兆瓦的热能。

  在所有核反应堆中,这座反应堆可能最快投入商业运营,预计2026年投入商业运营。

  SMR-160反应堆是这五项未来技术中最大的,以兆瓦计。与日本三菱Holtec公司合作的是能产生160兆瓦电能的小型INL工业公司。

  这种小型反应堆还可以在其二次侧使用风冷冷凝器,使其能够在世界上最干旱的地区使用。这种设计也可以作为一种可扩展的替代方案,取代更永久的核基础设施。一旦原型开发完成,公司计划在新泽西州的牡蛎溪展出。

  最后,南方公司也在研究开发一种基于熔融氯化物反应堆技术的小型核反应堆。熔融氯化物快堆(MCFR)可以商业化,同时也可以使用许多燃料源,包括现有核反应堆的乏燃料。熔盐反应器作为一个整体比传统的反应器有很大的好处。

  南方公司项目的目标是开发世界上第一个快速光谱盐反应堆,它可以有效地传递热量,甚至可以用于储热。用熔融氯化物反应器进行的实验将在20世纪20年代上半叶投入运行。

  正如你可能注意到的,美国能源部资助的所有项目,时间表都相对较快。几乎所有的项目都计划在未来5到10年内实现商业可行性。

  美国能源部认为,这些加快的时间表是必要的,以确保美国在全球核反应堆市场上保持领先地位。先进的微型反应堆是目前核领域最令人兴奋的领域之一,因为与传统的反应堆设计相比,它们具有最大的可扩展性和通用性。

  核电在全球能源市场上的地位开始越来越强。你感觉到未来潮流可能会转移到核能吗?

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