2019-03-23 08:32:01
这些微小的固有安全的核反应堆是否是通往无碳未来的道路

自匹兹堡附近的航运港原子能发电站开始作为美国第一个商业核反应堆运行以来的六十年中,该行业已建造了更大的工厂以改善规模经济。现在,典型的商业反应堆产生的电力是1958年第一个出货单位的20倍。

因此,业界认为未来不是建造巨型工厂,而是小型模块化反应堆,或SMR--工厂制造的部件较少,设计为安装在地下的被动冷却系统,业内人士称其为“本质上”似乎违反直觉安全。”

SMR设计人员表示,小型设备可以根据需要加大灵活性,以填补风能和太阳能发电厂的生产空白,这与一些人看到的关键作用不同。核电作为化石燃料和可再生能源之间的无碳桥梁。据位于巴黎的政府间组织核能机构称,到2035年,这类反应堆的全球市场预计将达到1000亿美元。

在美国开发商中,俄勒冈州Corvallis的NuScale Power超越了竞争对手 - 包括卡姆登的Holtec International--将其设计推向终点线。在美国能源部拨款2.75亿美元的支持下,NuScale已投资约8亿美元设计一座75英尺高的圆柱形反应堆,核监管委员会预计将于明年批准该反应堆。 NuScale计划于2026年在其第一家工厂开始生产电力。

“在美国和世界各地的许多市场中,SMR都是一个很好的案例,”行业贸易集团核能研究所政策发展和公共事务副总裁John Kotek说。

但不是每个人都按照他们的承诺出售。

“据我所知,SMR似乎是一种时尚,”负责科学家联盟的资深科学家埃德温莱曼说,他撰写了一篇被广泛引用的论文,质疑小型反应堆的经济学。 “除了私营部门买不起普通尺寸的反应堆外,其动力实际上并不重要。”

'更安全,更有成本'

每个NuScale反应堆将产生60兆瓦的电力 - 与1989年退役的原始Shippingport反应堆相同。该公司表示其装置可以单独安装,也可以分组安装。能源部爱达荷国家实验室的初始工厂将包含12个反应堆。犹他州联合市政电力系统是主要客户。

NuScale的首席商务官Tom Mundy表示,较小的反应堆具有成本效益,因为它们可以在现有的美国制造工厂大规模生产,大大降低了现场施工成本和时间。

SMR设计师表示,工厂将需要更少的运营商,并且由于设计更安全,他们还要求NRC将现在大型商业反应堆所需的10英里应急规划区域减少到工厂现场的区域。像关注科学家联盟这样的批评者反对这一要求,称这些工厂及其累积的现场乏燃料仍然构成重大风险。

“他们认为反应堆非常安全,恐怖分子无法有效地造成大规模的放射性污染事件,我不同意,”莱曼说。

NuScale表示,SMR的初始市场预计主要是海外市场,电力成本较高,核能可以竞争。一些缺水的中东国家表示有兴趣,因为一些单位可以配置为产生蒸汽而不是电力来为附近的海水淡化厂提供电力。

气候变化的反倾向

该行业还将无碳核电站定位为气候变化的解毒剂。他们引用了麻省理工学院最近的一项研究,该研究发现,与单独依靠风能,太阳能和电池存储来减少排放相比,部署核电和可再生能源以降低碳排放的成本更低。

“无论是在国内还是国际,许多人都认识到,为了实现正在制定的碳气候目标,核必须成为这个方程式的一部分,”Mundy说,他在2012年加入NuScale之前曾在肯尼特广场为Exelon Generation工作过。他住在切斯特县。

尽管受到气候方面的好处,但许多环保倡导者强烈反对扩大核能的作用,包括持怀疑态度,他们引用了本月40年前在宾夕法尼亚州三哩岛第二单元发生的事故所引发的安全问题,该遏制了该行业的增长。 20世纪80年代。在过去的20年中,只有一家新的商业工厂在美国开始运营,目前只有两家正在建设中。

莱曼说,该行业需要生产“数百或数千”的单位,以降低成本,减少政府援助的需求。

但NuScale表示,它将只需要生产12个反应堆单元,并建造三个发电厂,以开发降低成本所需的经验。 “显然,我们不是在谈论数百个,显然不是数千个,”Mundy说。 “与大型千兆瓦工厂相比,它的建筑没有什么复杂的。”

核电的成本是上周在宾夕法尼亚州正式启动的辩论的核心,其中提出了一项建议,即给予核工业5亿美元的年度补贴,由电力客户支付。核电运营商威胁要关闭宾夕法尼亚州的几座反应堆,因为他们无法在低价电力市场上竞争充斥着来自天然气厂的廉价电力。

Exelon Generation表示它将关闭位于部分拆除的1号机组旁边的三哩岛2号机组,除非州立法机构在6月前进行救援。 TMI拥有675名员工,产生的碳无碳能源超过了该州所有太阳能,风能和水力发电厂的总和。 First Energy公司在宾夕法尼亚州西部的比弗谷电站运营着两座反应堆,并宣布计划于2021年退出反应堆。

虽然这个行业正在收缩,但核心倡导者的希望仍然是永恒的,他们的真正信徒是受到利用放射性燃料锁定的大量能源的承诺所驱动。

本地连接

数十家公司正在努力开发新的核反应堆,包括所谓的第四代反应堆,这些反应堆用熔盐,惰性气体甚至液态金属等材料冷却。

一些公司专注于开发SMR设计。 Holtec International是卡姆登的一家私人公司,其核心业务是管理核反应堆和旧反应堆的乏燃料,已开发出一种160兆瓦的反应堆设计,称之为SMR-160。该项目的状态尚不清楚,Holtec没有回复书面问题。

“我还没有看到它真正推进的证据,”忧思科学家联盟的莱曼说。

西屋公司和BWX技术公司都有很长的建造反应堆的历史,放弃了他们的SMR项目。

NuScale在9月份选择了BWXT来建立其SMR。 BWXT建造了许多用于为美国海军舰艇和潜艇提供动力的小型反应堆,计划将零部件制造转包给宾夕法尼亚州约克的精密定制组件。

Mundy表示,通过将制造外包给现有工厂,与建造新工厂相比,NuScale可以降低成本。 NuScale的大股东是巨型承包商Fluor Corp.

Mundy表示NuScale设计不是较大型反应堆的较小版本。

“我们有不同的功能,你不会在竞争中找到,我们对我们的技术有非常强烈的客户兴趣,”他说。

防灾设计

每个反应堆容器周围都有自己的高压钢容器,并浸没在800万加仑的水池中,因此不需要硬化的安全壳。

2011年福岛核灾难发生在地震发生后六座工厂失去了异地电力的情况下,由于他们被海啸淹没而导致工厂冷却水泵启动的现场应急发电机失灵。在四个反应堆熔化之前,操作员无法恢复冷却水,在农村喷出放射性污染物。

“我们的技术不需要异地电源,”Mundy说。 “如果电站失去所有电源,我们的电抗器将自动关闭,它们将无限期自行冷却,无需添加任何水,无需操作员采取任何额外措施,或者需要恢复交流或直流电源。“

莱曼表示,他担心NuScale工厂会出现多个模块化反应堆故障,但NRC将承担更多风险,因为它面临着不妨碍许可流程的压力。

“如果一切正常,反应堆将安全冷却,”他说。 “有很多方式可以让画面变得不那么漂亮。”

猜您喜欢的其它内容