新核时代的四个开创性微反应器

2024-01-26 11:11  来源:pei    核燃料  核反应堆

微反应器,被一些人称为“核电池”,在今年的 POWERGEN International 展会上成为人们关注的焦点。


图片来源:POWERGEN International

微反应器,被一些人称为“核电池”,在今年的 POWERGEN International 展会上成为人们关注的焦点。

讨论探讨了最新技术、流行应用程序以及使其可行的独特商业模式。

四种微反应器脱颖而出,成为该领域的开拓者:

1 – 西屋电气公司的 eVinci 微反应器

它是一个热管反应堆,可产生 5MWe,采用 13MWth 核心设计。反应堆堆芯设计为在换料前运行八年或更长时间的全功率年。

该反应堆完全在工厂组装,可通过铁路、驳船和卡车装在集装箱中运输。客户可能是工业参与者和偏远社区,其应用范围包括工业热能和电力、军事、微电网、热电联产和氢气生产。

第一个 eVinci 微反应器计划于 2029 年投入运行。

2 & 3- NANO Nuclear Energy 的 ZEUS 和 ODIN

NANO Nuclear Energy 正在开发 ZEUS(一种实心电池反应堆)和 ODIN(一种低压冷却剂反应堆)。

ZEUS 微反应器原型旨在利用热能进行直接加热应用或将其转化为电能。这允许多种应用,从供暖到发电。

ODIN反应堆将在高于传统水冷反应堆的温度下运行,这将提高发电的弹性和转换效率。

据NANO称,ODIN设计的目的是利用冷却剂的自然对流,将热量传递到全功率的功率转换循环,并在反应堆关闭、运行瞬态和非正常条件下排出衰变热。

两种微反应器均使用高含量低浓缩铀 (HALEU) 燃料,采用模块化设计,易于运输。

4 – 超安全核能的微型模块化反应堆 (MMR) 能源系统

MMR 是第四代核能系统,正在加拿大和美国获得许可,被誉为第一个商业化的“裂变电池”。

Ultra Safe Nuclear 已为首批用户建立了订单,示范机组计划于 2026 年实现首个核电。

这些反应堆正在为政府应用以及太空应用而开发,旨在为难以减排的部门和偏远社区提供能源安全和脱碳。

该反应堆是模块化且可扩展的,使用基于陶瓷的TRISO 燃料。

微技术的巨大障碍

NANO Nuclear Energy 首席执行官詹姆斯·沃克 (James Walker) 表示,“核能正在变得越来越小……每年可能会生产数千个这样的核能。”

沃克表示,虽然情况确实如此,但在增加产量之前,还需要克服一些重大障碍。

这些障碍包括:

成本——微反应器主要与柴油发电机竞争,柴油发电机是一种更具成本效益的选择。为了变得更具竞争力,需要销售更多的此类解决方案以创造规模经济,而这需要时间。为了切实可行,该行业的目标是每千瓦时 12-14c。

需要新的商业模式:NANO Nuclear 正在租赁所生产的能源,以消除客户的资本成本,并且正在探索其他商业模式,让社区可以充当开发商或部分股权所有者。

需要熟练的劳动力:必须回答谁将在现场操作这些反应堆的问题,特别是当一些客户选择不自己操作系统时。

运转良好的国内供应链和安全的燃料来源对该行业的成功至关重要。

微反应器要想在能源结构中占据一席之地,还有很长的路要走。然而,显而易见的是,它们并不是来与大型核电竞争的。它们的价值在于它们的利基应用,这是它们能够产生最大影响的地方。

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