在全球核能發(fā)展的大格局中，東芝公司iBR (innovative-intelligent-inexpensive BWR)創(chuàng)新型、智能型、更加便宜和安全的大型沸水堆，自問世以來(lái)便備受關(guān)注。它的誕生是對(duì)福島事故深刻反思的結(jié)晶，同時(shí)也是基于ABWR(先進(jìn)沸水堆)設(shè)計(jì)的一次重大技術(shù)跨越，在核能行業(yè)中有著獨(dú)特的地位和深遠(yuǎn)的意義。
iBR的設(shè)計(jì)理念可追溯至福島事故前就已開展研發(fā)的“嚴(yán)重事故容忍和優(yōu)化的反應(yīng)堆SATOR”(Severe Accident Tolerant and Optimized Reactor)。這一前期研發(fā)為iBR奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。福島事故的發(fā)生，為全球核能安全敲響了警鐘，促使各國(guó)對(duì)核能技術(shù)的安全性進(jìn)行重新審視和升級(jí)。東芝公司在這樣的大背景下，加速推進(jìn)iBR的研發(fā)，將福島事故的反饋充分融入其中，旨在打造一款能適應(yīng)極端工況、安全性能卓越的新型反應(yīng)堆。
一、技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
(一)非能動(dòng)安全系統(tǒng)
iBR最顯著的技術(shù)亮點(diǎn)之一是其先進(jìn)的非能動(dòng)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)是保障反應(yīng)堆在極端情況下安全運(yùn)行的核心。即使發(fā)生嚴(yán)重事故，該系統(tǒng)也能確保堆芯冷卻，并且在長(zhǎng)達(dá)7天的時(shí)間內(nèi)，無(wú)需任何人工干預(yù)。其工作原理基于自然物理現(xiàn)象，如重力、自然對(duì)流等，不依賴外部電源或主動(dòng)控制設(shè)備。在發(fā)生諸如地震、海嘯等大規(guī)模自然災(zāi)害導(dǎo)致外部電源喪失(長(zhǎng)期SBO，Station Blackout)時(shí)，非能動(dòng)系統(tǒng)能夠自動(dòng)啟動(dòng)，維持堆芯冷卻，防止堆芯熔化，極大地降低了事故風(fēng)險(xiǎn)。
(二)堆芯捕集器
iBR安裝有堆芯捕集器，這是應(yīng)對(duì)嚴(yán)重事故的又一關(guān)鍵安全措施。在極端情況下，即使反應(yīng)堆堆芯發(fā)生熔化，堆芯捕集器也能有效收集和冷卻熔融物，防止其對(duì)反應(yīng)堆安全殼造成破壞，進(jìn)而避免放射性物質(zhì)的大規(guī)模泄漏。這種設(shè)計(jì)理念從根本上提升了反應(yīng)堆在嚴(yán)重事故工況下的安全性，為核電站周邊居民和環(huán)境提供了更為可靠的保護(hù)屏障。
(三)自動(dòng)冷卻功能
無(wú)論是遭遇大規(guī)模自然災(zāi)害引發(fā)的長(zhǎng)期SBO，還是發(fā)生嚴(yán)重事故，iBR的反應(yīng)堆和安全殼都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)冷卻。這一功能同樣依賴于非能動(dòng)系統(tǒng)和一系列巧妙的設(shè)計(jì)，確保在各種惡劣條件下，反應(yīng)堆的溫度始終能保持在安全范圍內(nèi)。這種自動(dòng)冷卻能力不僅提高了核電站應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力，也減少了人為操作失誤帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
(四)多版本功率選擇與運(yùn)行模式
iBR提供了800/1000/1350/1600MWe等多個(gè)功率版本，以滿足不同用戶和市場(chǎng)的需求。其中，1350MWe版本是主推型號(hào)。這種多版本的設(shè)計(jì)策略，使得iBR能夠靈活適應(yīng)不同地區(qū)的能源需求和電網(wǎng)條件。同時(shí)，iBR既可以基荷運(yùn)行，持續(xù)穩(wěn)定地為電網(wǎng)提供電力，也能進(jìn)行負(fù)荷跟蹤運(yùn)行，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷的變化實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)電功率，提高能源利用效率，增強(qiáng)了其在電力市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
二、行業(yè)影響與市場(chǎng)前景
(一)對(duì)核能行業(yè)的影響
iBR的出現(xiàn)，為全球核能行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。它展示了在福島事故后，核能技術(shù)在安全性和可靠性方面的巨大進(jìn)步，增強(qiáng)了公眾對(duì)核能的信心。其先進(jìn)的技術(shù)理念和設(shè)計(jì)思路，也為其他反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了重要的參考和借鑒，推動(dòng)了整個(gè)核能行業(yè)向更加安全、高效、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。
(二)市場(chǎng)前景
從市場(chǎng)角度來(lái)看，iBR具有廣闊的發(fā)展前景。隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)，核能作為一種低碳、高效的能源，受到越來(lái)越多國(guó)家的青睞。iBR的安全性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，使其在國(guó)際核能市場(chǎng)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。特別是在一些對(duì)能源需求旺盛、同時(shí)又注重環(huán)境保護(hù)的國(guó)家和地區(qū)，iBR有望成為新建核電站的首選技術(shù)之一。
然而，iBR的市場(chǎng)推廣也面臨一些挑戰(zhàn)，如高昂的前期研發(fā)成本、嚴(yán)格的核安全監(jiān)管審批程序以及公眾對(duì)核能的認(rèn)知和接受度等問題，需要東芝公司和相關(guān)各方共同努力，逐步解決。
