加拿大BWRX-300反应堆潜在部署进展

2022-07-20 11:39  来源: 嘿嘿能源heypower    BWRX-300  加拿大核电  SMR

GE日立核能(GEH)的加拿大子公司GEH SMR加拿大技术部与萨斯喀彻温省工业和采矿供应商协会(SIMSA)之间的合作协议,推动了BWRX-300小型模块化反应堆(SMR)在加拿大萨斯喀彻温省的潜在部署行动。


GE日立核能(GEH)的加拿大子公司GEH SMR加拿大技术部与萨斯喀彻温省工业和采矿供应商协会(SIMSA)之间的合作协议,推动了BWRX-300小型模块化反应堆(SMR)在加拿大萨斯喀彻温省的潜在部署行动。

1、SMR战略

BWRX-300是一个约300MWe的水冷自然循环小型模块化反应堆(SMR),带有非能动安全系统。GEH表示:“作为沸水反应堆(BWR)的第十次改进,BWRX-300代表了自1955年GE开始开发核反应堆以来最简单但最具创新性的沸水反应堆设计。

5月26日,GEH SMR 加拿大表示,与代表加拿大制造、建设、工程、采矿和能源部门的非营利组织SIMSA签署的谅解备忘录(MOU),标志着他们获得当地供应商的关键支持,可以“最大限度地发挥萨斯喀彻温省供应链在核能行业中的作用”。

GEH SMR和SIMSA宣布了这项协议,当时省政府正准备公布其第一个潜在SMR项目的技术和供应商,预计该项目将于2034年投入运营。


设计剖面图(图源:网络)

萨斯喀彻温省、安大略省、新不伦瑞克省和阿尔伯塔省是2019年12月制定的省际谅解备忘录的一部分(阿尔伯塔省于2021年4月加入了该谅解备忘录),以推进加拿大的SMR发展。

2021年4月,安大略省电力公司(OPG)、布鲁斯电力公司(Bruce Power)、NB Power和Sask Power为其省级政府编制了SMR可行性研究。

该研究得出结论,SMR开发将支持国内能源需求,遏制温室气体排放,并“使加拿大成为清洁技术和应对气候变化的全球领导者”。

2、战略计划

今年3月,这四个省发布了一项联合战略计划,概述了SMR的前进道路。该计划确定了启动SMR开发的三个“阶段”。

“阶段1”包括2028年前OPG安大略省达林顿电厂初始电网规模300 MW BWRX-300,以及萨斯喀彻温省最多四个“后续”机组,第一个项目可能于2034年上线。

“阶段2”包括两种先进设计——ARC-100和Moltex Energy的稳定盐反应堆废料燃烧器(SSR-W)——这两种设计在2018年之前由新不伦瑞克公用事业公司NB Power进行调查后选择的。

这两座反应堆均拟部署在莱普罗角(Point Lepreau)核电站现场。阶段2还包括随后在该现场以及加拿大其他地区和国外部署的可能性。

ARC清洁能源公司的目标是在2029年投入运营,Moltex Energy公司希望其乏燃料回收系统和反应堆在21世纪30年代初投入运营。

然而,两家供应商仍然需要清除许可障碍。

ARC 清洁能源已开始加拿大核安全委员会(CNSC)预许可供应商设计审查(VDR)流程的第2阶段,而Moltex已完成第1阶段,正在准备第2阶段。

Moltex Energy的设计主要使用回收的核废料作为燃料和热能储罐,4月份获得了SNC-Lavalin集团的支持,以推动工程、许可、成本估算、供应链管理以及施工和运营。

“阶段3”提出了一种新型微型SMR,主要用于取代工业、偏远社区和其他商业应用中的柴油机。

该项目下一个备受关注的项目是全球第一动力公司(GFP)在安大略省白垩河现场正在进行的5 MW气冷反应堆示范项目——微型模块化反应堆(MMR)。预计2026年投入使用。

虽然该示范机组项目不打算具备商业经济性,“分析表明,未来两个10 MW电站将在偏远地区与柴油发电具有经济竞争力,并将开始获利,以支付示范项目成本。”

3、OPG计划


SMR的厂址紧邻现有的达林顿核电站(图:OPG)

正如“阶段1”中所设想的那样,OPG在12月份表示,它将在安大略省克拉灵顿的达林顿核电站建造BWRX-300的SMR。

公用事业公司确认,在OPG通过CNSC获得必要的许可和监管批准后,将于今年晚些时候开始早期现场准备工作。

据报道,OPG和GEH正在申请2022年底前建造BWRX-300的许可证。指示性时间表假设CNSC将在2024年前颁发建造许可证,并在2027年前颁发运营许可证。

3月,OPG向E.S.Fox Limited授予了一份价值3200万加元的合同,用于“达林顿新核项目”的第一阶段现场准备和支持基础设施

萨斯喀彻温省电力公司同时表示,他们“密切参与”OPG对达林顿电厂三项短名单SMR技术的详细评估,包括GEH的BWRX-300以及X-Energy和陆地能源公司(Terrestrial Energy)的设计。

预计萨斯喀彻温电力公司将在今年年初宣布一项决定,“是否与OPG的SMR供应商选择保持一致,并根据萨斯喀彻温省相同SMR技术的部署推进许可和影响评估工作。”

4、SaskPower项目计划

SaskPower承认,它已经评估到2034年增加300 MW核电以及在2035年至2042年间增加900 MW核电的技术可行性。

最近的跨省联合战略计划表明,作为七年规划阶段的一部分,SaskPower今年将推进选址以及许可证和影响评估计划的制定,这可能推进2030年第一个电网规模SMR的建设决策。

之后不久,即30年代初,可能会决定继续进行额外的SMR项目。

第一批SMR中至少有两个将位于一个地点,以降低长期许可成本,但SaskPower还计划在选址过程中考虑监管标准和社区投入。

此外,SaskPower计划跟进从安大略省SMR收集到的进展,SMR是目前预计在2028年投入使用的第一种装置,以帮助减轻SaskPower项目的风险,公用事业公司表示。

该时间表符合GEH的BWRX-300的计划进度,这是一个300 MW沸水反应堆,仍在进行CNSC的VDR工艺的第2阶段。

GEH拒绝评论萨斯喀彻温省政府是否即将做出供应商选择决定。

5、埃文西微反应堆

5月18日,萨斯喀彻温省政府与OPG一起对反应堆技术进行了审查,并透露萨斯喀彻温省研究委员会(SRC)正在探索西屋微型反应堆,其著名的“非常小的模块化反应堆(vSMRs)”

西屋公司和SRC(现已退役的SLOWPOKE-2核非动力反应堆的许可所有人和运营商)计划“共同开发一个项目”,在萨斯喀彻温省找到一个5 MWe /13 MWth埃文西(eVinci)微反应堆,用于开发和测试工业、研究和能源使用应用。

值得注意的是,布鲁斯电力公司也在探索埃文西微反应堆的可行性,为工业和偏远社区以及商业应用提供动力。据报道,西屋电气将在2020年代中期首次在加拿大部署。

萨斯喀彻温省政府本月早些时候表示:“埃文西微型反应堆及其周围的基础设施大约有曲棍球场的一半大小。”

微反应堆起着“核电池”的作用,提供高温热量或以热电联产模式运行。

“它可以支持各种应用,包括远程采矿作业、远程社区、单个工业热电场景、分布式制氢和集成能源解决方案。”该公司表示。

6、新产业机会

如果建成,四个拟议的SMR将是SaskPower的第一个核项目。

萨斯喀彻温省则强调了新产业带来的多重利益。一个显著的驱动因素是铀需求可能增加,为萨斯喀彻温省(可能还有阿尔伯塔省)生产的铀提供了新的机会,以及安大略省炼油厂和转化设施的利用率提高,这是省际联合战略的重点。

“短期内,萨斯喀彻温省有足够的铀供应计划中的加拿大SMR,而增加采矿活动是可行的,这取决于铀的长期定价。”省际报告指出。

然而,对于SaskPower来说,未来的可靠性是一个关键驱动因素。

2021年6月发布的年度报告表明,新的SMR可以进一步推动公用事业公司的努力,到2030年将温室气体排放量从2005年的水平减少40%,到2050年实现净零排放的潜在目标。

报告指出,过渡将需要关闭三座燃煤发电厂。

2021,煤炭发电量估计占其总发电量5 GW的31%。

该省缺乏广泛使用水电的资源和地理条件,尽管它有良好的风力和太阳能发电条件,但它需要具有成本效益的基本负荷电力选项

7、广泛的选择

“随着我们到2030年逐步淘汰萨斯喀彻温省的传统燃煤设施,萨斯喀彻温省电力公司将依靠天然气发电来支持间歇性可再生能源发电,直到其他无排放基本负荷电力选项被证明是可靠、经济有效的,并且适用于我们的地理区域。”年度报告建议。

但SaskPower也在探索广泛的其他选择,包括碳捕获和储存、公用事业规模的电池储存、氢气、地热能,以及扩大与邻近管辖区的互联。

值得一提的是,SaskPower拥有并运营着边界大坝电站综合碳捕获和储存设施,该设施在2020年捕获了400万吨二氧化碳。

萨斯喀彻温省对可靠性的关注正值该省准备在今年夏天解决容量充足问题之际。

北美可靠性公司(NERC)本月早些时候警告称,萨斯喀彻温省今年夏天可能会面临压力,以满足峰值需求预测,自2021以来,峰值需求增长了7.5%以上。

SaskPower的容量充足性研究表明,与峰值需求相吻合的300 MW或更大的强迫停运可能会导致需求响应和潜在的减负荷,以维持系统平衡。

加拿大萨斯喀彻温省和马尼托巴省属于中西部可靠性区域(MRO)。

可靠性区域还涵盖阿肯色州、伊利诺伊州、爱荷华州、堪萨斯州、路易斯安那州、密歇根州、明尼苏达州、密苏里州、蒙大拿州、内布拉斯加州、新墨西哥州、北达科他州、俄克拉荷马州、南达科他州、德克萨斯州和威斯康星州的全部或部分地区(包括中西部独立系统运营商[MISO]和西南电力池)。

本月早些时候,MRO强调了几个威胁区域可靠性的风险。

首先是不断变化的资源组合、网络安全漏洞以及资源充足性和性能。

然而,MRO概述了几个可能缓解资源转型的“新兴趋势”。

其中包括混合设施;“存储作为仅传输的资产”需要使用存储来降低传输性能;集中分布式能源参与区域输电组织市场;和SMR。

“由于SMR是模块化的,它们可以在场外制造,然后运到安装地点。这一模块化方面有望减少制造时间和单位成本。”MRO表示,“通常情况下,每个模块化反应堆的功率预计在50-80MW之间,并将相互串联安装,最终总共约有10-12个模块。这些机组将具有快速爬坡和负荷跟踪能力,这将与可变发电很好地配合,并有助于确保全年的能源充足性,这种清洁、同步、快速爬坡的资源有可能显著提高大容量电力系统的可靠性。”



图为技术

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