NuScale反應堆取得里程碑式進展

材料牛注：核能是工業社會重要的新興能源之一。安全環保地利用核能，能極大推動社會進步，工業發展。而反應堆，是利用核能的裝置。日前，NuScale公司制備的小型核反應堆完成里程碑式發展，未來仍具無限潛力，讓我們拭目以待！

美國核管理委員會（NRC）將于三月中旬前決定是否通過一項不少于12000頁的申請，該申請是關于NuScale Power公司設計的小型核反應堆的技術細節問題。

正如Winston Churchill所說，這項里程碑式的事件并不昭示的結束，而是新的開始。這是因為NRC對這項決議的通過與否也不過是引起核反應堆的許可認證而已。（這種小型核反應堆未來可能用于給小城市、大醫院、工業設施以及偏遠的海水淡化廠供電。）

正如這項認證的部分章節表明，NRC將遵從一項專門設計的標準，該標準列明了多項NuScale的設計所要達到的要求。而審查與認證的整個流程，將耗時30到40個月。是的，也許這很令人吃驚，NuScale是美國監管過程下第一個將小型反應堆（SMR）做到這步的公司。這確實有所幫助。

反應堆最初的概念要追溯到2000年，俄勒岡州立大學（OSU）、愛達荷國家工程、環境實驗室及Nexant的一個聯合項目。OSU發明了一種小型輕水反應堆，這就是我們現在所見反應堆的基礎。

2013年，NuScale是能源部資助項目——精煉SMR技術、推進設計與NRC認證項目的唯一得主。作為獎勵，NuScale在五年的時間里得到了2.26億美元的聯邦科研經費。

NuScale公司最初由戰略伙伴和資產風險投資者資助。在2011年十月，福路公司成為這一項目最大的投資者和合作伙伴。截止目前為止，福路公司向NuScale公司資助了超過1.7億美元。

定義小型核反應堆（SMR）

小型反應堆是一種核反應堆，能夠產生約3億瓦特的電能。它們采用模塊化技術和工廠制造技術，能夠增大經濟規模，縮短施工時間。

SMR包含一個水冷反應堆、一個高溫氣冷反應堆和一個具有快中子譜的液態金屬冷卻反應堆。NuScale公司研發的先進輕水反應堆等一些SMR作為多模塊發電廠來使用。

在實踐中，每一個50MW的NuScale模塊都可以作為一個自給系統，在多模塊配置外獨立運作。12到50MW的模塊可以由一個控制室統一監控和操作。每個反應堆高度為17.1米高，直徑2.7米，處于保護殼中。

造價

NuScale 的執行副總裁Tom Mundy說，每個包含有12個50MW反應堆的設備凈造價為每千瓦時5078美元。

Mundy說：“今年，因為能用另一種方法促使成本大幅降低，大家的積極性都很足。這樣每千瓦時的花費和千兆瓦核反應堆相比，就更有競爭優勢。”

能源部能源信息管理處估計一個2200MW的先進核反應堆每千瓦時造價約為5945美元。相比而言，一個700MW的自然燃氣組每千瓦時造價僅為978美元。一個650MW具有碳捕捉和封存技術的超超臨界燃煤廠造價5084美元，與一個600MW的NuScale工廠同等水平。

自然循環

NuScale反應堆及其水箱保護殼設備不合格。反應堆利用自然循環原理，該公司稱不需要額外的泵來使反應堆中的水循環起來。這一系統利用對流原理，讓水流過反應堆核心的時候得到加熱。

當水溫上升，水本身也會升騰，在容器內部上升，當達到頂部的時候，會被推動進入蒸汽產生裝置里進行冷卻。因為進入蒸汽產生裝置的水溫度較低，密度就比熱水更大，由重力作用，這些水再返回容器底部，回到反應堆核心。

反應堆中的水與蒸汽產生器中的水是隔絕的，以此杜絕污染。當反應堆中的熱水通過蒸汽反應堆的幾百個小管道中，熱量也就通過管壁從水傳遞到蒸汽中。蒸汽推動渦輪轉動，渦輪通過一根軸連接到發電機上。通過帶動渦輪，蒸汽損失能量，重新冷凝成水，冷凝水回歸，重新開始新的循環過程。

小型核反應堆部署

國際原子能機構預測，新型小型核反應堆的設計將于2025~2030年前為部署做好準備。同時，將有45種小型核反應堆設計出來。部分小型核反應堆在中國、印度、俄羅斯和阿根廷設計研發。

在美國，猶他州電力市政系統（UAMPS）的無碳電力項目（CFPP）正考慮在愛達荷國家實驗室發展一種新型聯邦控制的NuScale工廠。

西北能源公司是1190兆瓦哥倫比亞核能發電站的擁有者和操控者，它準備繼續操控擬議的工廠。在2015年八月，DOE獎勵NuScale公司1.66千萬美元，用以施工以及為設備申請運營資格。

公司聲稱，這種模塊設計對發電外的詳細研究十分充足。這種設計包括工業應用及需要高度可靠電力的供電設施，如醫療和國家安全設施。

在美國建廠，拿到NRC的認證非常關鍵。這對于公司完成國際市場的技術目標也同樣重要。

Mundy說：“我們在美國的成功作為起點，我們的目標是半數銷售額在海外，包括已經使用核能和未使用的地區。”許多國民密切關注著NRC的認證核發程序，就像美國聯邦航空局批準了飛機設計，促使了飛機的國際售賣。

NuScale支持IAEA以及其它全球化組織認證的標準化進程。Mundy說：“一項認證的作用很可能突破美國國界，產生更加深遠的作用。”這種認證將促進美國貿易，減輕國民“能源短缺”的負擔。

是的，Mundy說，“我們要等NRC的認證，這很重要。”

原文鏈接：NuScale Reactor Nears One Milestone, With More to Follow.

本文由編輯部丁菲菲提供素材，張文揚編譯，點我加入材料人編輯部。

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