在美國,能源部近期實施了一項名為“先進反應堆示范計劃”,簡稱ARDP的項目。這一項目通過鼓勵投資企業與公用事業建立成本分攤伙伴關系,加快先進反應堆的示范建設,從而確保美國在全球范圍內保持最佳核電技術的領先地位。該項目負責人最近宣布了5種新的核反應堆類型,他們希望為其提供資金,并對其進行更詳細的研究。
這5種反應堆的范圍從小型模塊化反應堆到熔鹽高效反應堆。根據美國能源部的說法,一旦它們得到足夠的規模,就有可能在全球能源市場上取得競爭地位。
新反應堆設計綜述A
ARDP項目最近獲得了3000萬美元的額外撥款,用于分配已經選定參與該項目的一些公司,目的是幫助它們在2030年前獲得核反應堆的批準。
這些資金將被這些公司用來解決“他們目前面臨的技術、運營和許可方面的挑戰”,目的是降低這些公司面臨的開發風險,提高技術準備水平,為未來的示范和最終部署做好準備”。
看看美國能源部所包含的5種不同的反應堆設計,我們可以從一個角度來了解核能的未來走向。
1、BWX先進核反應堆
BWX Technologies是為美國政府開發新反應堆技術的公司之一,是ARDP計劃的一部分。具體來說,他們正在開發微型反應堆,可以方便地運輸和運行在離網和偏遠地區。想象一下,一個小型的便攜式核反應堆可以被拖來拖去為大型項目提供動力。
該反應堆預計要到20世紀30年代才能完工,但該設計采用了高溫氣體設計和鈾氮化物燃料內核,可產生約50兆瓦的熱能。BWX目前正在與愛達荷州國家實驗室和橡樹嶺國家實驗室共同研究反應堆。BWX技術公司也不僅僅是開發這一個反應堆,他們還致力于優化核燃料,以降低核反應堆的成本。這種新的燃料技術也有助于其他核反應堆的設計。
2、eVinci微型反應堆
下一個微型反應堆似乎是從科幻小說中直接拉出來的。由西屋電氣公司開發的eVinci微型反應堆大約有一個集裝箱那么大,可以產生15兆瓦的熱能。它可以在不到30天的時間內建立起來,并輸出最小的輻射。西屋公司將與美國伊利諾伊州洛斯阿拉莫斯國家實驗室和德克薩斯農工大學合作,制造所有必要的部件,以開發微型反應堆的示范裝置。他們的目標是到2024年擁有一個功能樣機,到本世紀末該產品將完全商業化。
3、Hermes縮尺試驗堆
Hermes反應堆不是一個新的設計,而是凱羅斯電力公司現有商業反應堆的縮小版。具體來說,KP-FHR反應堆將縮小規模,以生產140兆瓦的熱能。在所有核反應堆中,這座反應堆可能最快投入商業運營,預計2026年投入商業運營。
4、Holtec SMR-160反應堆
SMR-160反應堆是這五項未來技術中最大的,以兆瓦計。與日本三菱Holtec公司合作的是能產生160兆瓦電能的小型INL工業公司。這種小型反應堆還可以在其二次側使用風冷冷凝器,使其能夠在世界上最干旱的地區使用。這種設計也可以作為一種可擴展的替代方案,取代更永久的核基礎設施。一旦原型開發完成,公司計劃在新澤西州的牡蠣溪展出。
5、熔融氯化物反應器
最后,南方公司也在研究開發一種基于熔融氯化物反應堆技術的小型核反應堆。熔融氯化物快堆(MCFR)可以商業化,同時也可以使用許多燃料源,包括現有核反應堆的乏燃料。熔鹽反應器作為一個整體比傳統的反應器有很大的好處。南方公司項目的目標是開發世界上第一個快速光譜鹽反應堆,它可以有效地傳遞熱量,甚至可以用于儲熱。用熔融氯化物反應器進行的實驗將在20世紀20年代上半葉投入運行。
展望核反應堆的未來
正如你可能注意到的,美國能源部資助的所有項目,時間表都相對較快。幾乎所有的項目都計劃在未來5到10年內實現商業可行性。
美國能源部認為,這些加快的時間表是必要的,以確保美國在全球核反應堆市場上保持領先地位。先進的微型反應堆是目前核領域最令人興奮的領域之一,因為與傳統的反應堆設計相比,它們具有最大的可擴展性和通用性。核電在全球能源市場上的地位開始越來越強。你感覺到未來潮流可能會轉移到核能嗎?