在美國，能源部近期實施了一項名為“先進反應(yīng)堆示范計劃”，簡稱ARDP的項目。這一項目通過鼓勵投資企業(yè)與公用事業(yè)建立成本分?jǐn)偦锇殛P(guān)系，加快先進反應(yīng)堆的示范建設(shè)，從而確保美國在全球范圍內(nèi)保持最佳核電技術(shù)的領(lǐng)先地位。該項目負(fù)責(zé)人最近宣布了5種新的核反應(yīng)堆類型，他們希望為其提供資金，并對其進行更詳細(xì)的研究。
這5種反應(yīng)堆的范圍從小型模塊化反應(yīng)堆到熔鹽高效反應(yīng)堆。根據(jù)美國能源部的說法，一旦它們得到足夠的規(guī)模，就有可能在全球能源市場上取得競爭地位。
新反應(yīng)堆設(shè)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(jīng)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(yīng)堆的批準(zhǔn)。
這些資金將被這些公司用來解決“他們目前面臨的技術(shù)、運營和許可方面的挑戰(zhàn)”，目的是降低這些公司面臨的開發(fā)風(fēng)險，提高技術(shù)準(zhǔn)備水平，為未來的示范和最終部署做好準(zhǔn)備”。
看看美國能源部所包含的5種不同的反應(yīng)堆設(shè)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(yīng)堆
BWX Technologies是為美國政府開發(fā)新反應(yīng)堆技術(shù)的公司之一，是ARDP計劃的一部分。具體來說，他們正在開發(fā)微型反應(yīng)堆，可以方便地運輸和運行在離網(wǎng)和偏遠(yuǎn)地區(qū)。想象一下，一個小型的便攜式核反應(yīng)堆可以被拖來拖去為大型項目提供動力。
該反應(yīng)堆預(yù)計要到20世紀(jì)30年代才能完工，但該設(shè)計采用了高溫氣體設(shè)計和鈾氮化物燃料內(nèi)核，可產(chǎn)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(yīng)堆。BWX技術(shù)公司也不僅僅是開發(fā)這一個反應(yīng)堆，他們還致力于優(yōu)化核燃料，以降低核反應(yīng)堆的成本。這種新的燃料技術(shù)也有助于其他核反應(yīng)堆的設(shè)計。
2、eVinci微型反應(yīng)堆
下一個微型反應(yīng)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(fā)的eVinci微型反應(yīng)堆大約有一個集裝箱那么大，可以產(chǎn)生15兆瓦的熱能。它可以在不到30天的時間內(nèi)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(nóng)工大學(xué)合作，制造所有必要的部件，以開發(fā)微型反應(yīng)堆的示范裝置。他們的目標(biāo)是到2024年擁有一個功能樣機，到本世紀(jì)末該產(chǎn)品將完全商業(yè)化。
3、Hermes縮尺試驗堆
Hermes反應(yīng)堆不是一個新的設(shè)計，而是凱羅斯電力公司現(xiàn)有商業(yè)反應(yīng)堆的縮小版。具體來說，KP-FHR反應(yīng)堆將縮小規(guī)模，以生產(chǎn)140兆瓦的熱能。在所有核反應(yīng)堆中，這座反應(yīng)堆可能最快投入商業(yè)運營，預(yù)計2026年投入商業(yè)運營。
4、Holtec SMR-160反應(yīng)堆
SMR-160反應(yīng)堆是這五項未來技術(shù)中最大的，以兆瓦計。與日本三菱Holtec公司合作的是能產(chǎn)生160兆瓦電能的小型INL工業(yè)公司。這種小型反應(yīng)堆還可以在其二次側(cè)使用風(fēng)冷冷凝器，使其能夠在世界上最干旱的地區(qū)使用。這種設(shè)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(chǔ)設(shè)施。一旦原型開發(fā)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(yīng)器
最后，南方公司也在研究開發(fā)一種基于熔融氯化物反應(yīng)堆技術(shù)的小型核反應(yīng)堆。熔融氯化物快堆(MCFR)可以商業(yè)化，同時也可以使用許多燃料源，包括現(xiàn)有核反應(yīng)堆的乏燃料。熔鹽反應(yīng)器作為一個整體比傳統(tǒng)的反應(yīng)器有很大的好處。南方公司項目的目標(biāo)是開發(fā)世界上第一個快速光譜鹽反應(yīng)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(yīng)器進行的實驗將在20世紀(jì)20年代上半葉投入運行。
展望核反應(yīng)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(nèi)實現(xiàn)商業(yè)可行性。
美國能源部認(rèn)為，這些加快的時間表是必要的，以確保美國在全球核反應(yīng)堆市場上保持領(lǐng)先地位。先進的微型反應(yīng)堆是目前核領(lǐng)域最令人興奮的領(lǐng)域之一，因為與傳統(tǒng)的反應(yīng)堆設(shè)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(zhuǎn)移到核能嗎?
