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哥本哈根原子能公司提交熔鹽 SMR 設計

2023-01-10 15:43     來源:國際核工程     核技術
丹麥哥本哈根原子能公司已申請其集裝箱式小型模塊化釷熔鹽反應堆設計在英國接受通用設計評估 (GDA)。

該公司的子公司 UK Atomics 向英國商業、能源和工業戰略部 (BEIS) 申請核監管辦公室 (ONR) 和環境署 (EA) 的 GDA。該評估旨在評估擬在英國部署的任何核電站設計的安全、安保和環境保護方面。

2021 年 5 月,BEIS 向包括小型模塊化反應堆 (SMR) 在內的先進核技術開放了 GDA 流程。GDA 的成功完成最終會導致 ONR 發出設計驗收確認書和 EA 發出設計驗收聲明。勞斯萊斯 SMR 是第一家提交 SMR 設計 GDA 申請的供應商。其 470 MWe 壓水堆設計于 2022 年 3 月通過審查。12 月,GE 日立核能為其 BWRX-300 SMR 提交了 GDA 進入申請,Holtec International 已表示有意為其 SMR-160 提交申請設計。

UK Atomics 熔鹽反應堆設計使用未加壓的重水作為慢化劑,而該反應堆旨在燃燒核廢料,同時從釷中培育新燃料。該公司表示,它的輸出功率為 100 MWt,足夠小,可以進行大規模制造和流水線生產。

UK Atomics 首席執行官兼聯合創始人 Thomas Steenberg 表示,該技術“具有不產生溫室氣體排放的額外好處,并且它確實消耗傳統核工業的長期核廢料來生產能源”。該公司位于哥本哈根的工廠已經建造了一個反應堆模型,“將對其進行測試以支持以目標為導向的審批流程”。

哥本哈根原子能公司聲稱,這些反應堆將由英國原子能公司部署,英國原子能公司將建造、擁有和運營一組自主反應堆,“最終數量將達到數千個”。它說,這種銷售能源即服務的商業模式將實現具有成本效益和低風險的部署。它為其第一個商業反應堆的運行設定的時間表是 2028 年。該公司進一步聲稱,由于運營成本低且沒有客戶的資本支出,它預計電價低于每兆瓦時 40 英鎊(48 美元)。

“我們正在為決策者消除復雜性,”哥本哈根原子公司聯合創始人 Thomas Jam Pedersen 說。“公司害怕承擔運營核電站、退役和處理核廢料的責任。我們負責所有這些,只為客戶提供可靠和綠色的能源。”

該公司成立于 2014 年,由一群科學家和工程師在丹麥技術大學和大哥本哈根地區開會討論釷和熔鹽反應堆,他們于 2015 年成立。次年,該公司成為歐洲核能的一部分熔鹽研究聯盟 MIMOSA。

哥本哈根原子公司目前在商業上銷售他們的一些技術,包括用于熔鹽反應堆研究的泵送熔鹽回路,以及用于高溫集中太陽能、熔鹽儲能和熔鹽化學研究的高純度鹽。

最近,該公司籌集了 2000 萬歐元(合 2120 萬美元)以加速其釷熔鹽反應堆技術的開發。Pedersen 表示,這筆資金將支持其在 2028 年讓第一座商業反應堆上線的計劃。該公司表示,它計劃在 2023 年在哥本哈根測試一個原型。然而,根據該公司網站,它計劃對其原型進行非放射性測試2022 年,然后將確定一個國家來測試放射性版本,為 2030 年在裝配線上進行大規模生產做準備。

根據佩德森的說法,該公司專門生產熔鹽,特別是氟化物鹽,這些鹽被用于反應堆組件的早期測試。丹麥不會進行放射性測試,因為丹麥沒有能夠批準此類研究的國家機構。“我不知道哪個國家最適合我們,”他說,并指出加拿大、美國和其他歐洲國家都在談判桌上。

該公司指出,熔鹽反應堆并不是一個新概念,因為它們在 1950 年代和 1960 年代在田納西州橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) 進行了重要測試。1970 年代的后續設計研究側重于熱譜釷燃料系統,為兩個主要設計變體建立了參考概念,其中一個是具有多種配置的熔鹽增殖反應堆,可以增殖額外的裂變材料或保持自我維持運行。

根據佩德森的說法,測試停止的部分原因是釷不太適合用于武器生產。“從一開始,它就遠遠落后于對鈾燃料循環的投資,因此,大多數人都接受過鈾燃料循環方面的教育,”他說。然而,在 2000 年代后期,ORNL 測試的文件向公眾發布。“人們開始發現,'哦,這里實際上有一些非常令人興奮的東西。' 因為釷是唯一可以在熱譜中形成增殖循環或增殖反應堆的元素。”

盡管美國、歐洲和俄羅斯正在開發大量設計,現在人們對 MSR 技術重新產生了興趣,但到目前為止,還沒有任何項目接近實現。



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