作為合作開發基于鉛冷快堆(LFR)技術的下一代核電廠的一部分,Ansaldo Nucleare和西屋電氣已經在Ansaldo位于英國Wolverhampton設施的非能動熱量導出設施(PHRF)完成了首次試驗活動。
兩家公司于2022年10月簽署了合作協議,共同開發LFR技術。該協議將促使兩家公司推進“共同設計,以最大限度地發揮協同作用,結合設計、試驗和取證方面的經驗,并協調各自的合作伙伴和供應鏈組織”。當時,雙方表示,該協議“建立在英國、美國、意大利和羅馬尼亞已經開展的開發活動基礎上,這些國家正在安裝十多個最先進的鉛基試驗設施”。
Ansaldo的PHRF進行的試驗活動是根據先進模塊化反應堆(AMR)項目第二階段的一項合同進行的,該項目部分由英國商業、能源和工業戰略部資助,合同授予西屋電氣,Ansaldo Nucleare為主要供應商。
作為該合同的一部分, Ansaldo Nucleare牽頭了兩個最先進試驗設施,即多功能回路設施(VLF)和非能動熱量導出設施(PHRF)的設計、采購、安裝和調試,以支持西屋電氣的LFR技術。
英國政府投資1000萬英鎊(約8700萬人民幣)將使西屋電氣能夠試驗LFR關鍵材料、系統和設備的可行性。VLF將試驗一個燃料棒束模擬器、一個緊湊的熱交換器和一個冷卻劑泵,這些設備與將安裝在反應堆冷卻劑系統中的設備相似。PHRF將研究西屋LFR非能動余熱排出系統的特性,產生用于計算機程序鑒定的試驗數據,這些程序專用于性能評估。
Ansaldo表示,“這些試驗設施是收集實驗數據的關鍵資產,支持LFR技術的加速發展。”。
Ansaldo Nucleare首席執行官Riccardo Casale表示,“憑借這一里程碑,我們為第四代反應堆的未來增添了另一個重要元素。Ansaldo Nucleare與其英國子公司Ansaldo Nuclear Ltd一起,仍然處于西屋鉛冷快堆開發的前沿。這是一次我們引以為豪的富有成果的合作。”。
西屋電氣臨時首席技術官Mark Urso表示,“利用這些大型試驗設施進入試驗階段,清楚地表明了西屋電氣和Ansaldo Nucleare正在推進的反應堆開發項目的成熟度。我們的項目超越了設計和建模活動,還包括實踐活動,有助于增強我們對LFR技術的實踐知識。”。
根據世界核協會的資料,LFR是“一種靈活的快中子反應堆,可以使用貧化鈾或釷基燃料,以及燃燒壓水堆乏燃料中的錒系元素。液態金屬(Pb或Pb-Bi共晶)冷卻在常壓下通過自然對流進行(至少用于導出衰變熱)。燃料是金屬或氮化物,從區域或中央后處理廠回收全部錒系元素。存在多種機組容量設計,從為小型電網或發展中國家設計的使用壽命為15-20年的工廠制造“電池”,到模塊化300-400 MWe機組,再到1400 MWe的大型單一電廠”。
根據西屋電氣的說法,其LFR是“一種中型、非能動安全的模塊化反應堆,正在開發階段,以降低前期資本成本,并產生靈活且具有成本競爭力的電力。LFR通過采用創新的設計特點來簡化和緊湊化電廠,同時增強的建造模塊化縮短了施工進度,從而實現了能源可負擔性的新水平”。
西屋電氣表示,使用沸點超過1700°C的鉛作為冷卻劑,可以在常壓下進行高溫運行,而無需擔心冷卻劑沸騰。與加壓系統相比,這提高了熱力學效率,降低了資本成本,并有助于實現固有的安全性。LFR通過利用儲熱系統進行負荷平衡,具備超越基荷發電的能力。其高溫能力使其能夠應對更廣泛的應用,如熱電聯產,以及封閉市場的海水淡化。