NuScale反应堆取得里程碑式进展

材料牛注：核能是工业社会重要的新兴能源之一。安全环保地利用核能，能极大推动社会进步，工业发展。而反应堆，是利用核能的装置。日前，NuScale公司制备的小型核反应堆完成里程碑式发展，未来仍具无限潜力，让我们拭目以待！

美国核管理委员会（NRC）将于三月中旬前决定是否通过一项不少于12000页的申请，该申请是关于NuScale Power公司设计的小型核反应堆的技术细节问题。

正如Winston Churchill所说，这项里程碑式的事件并不昭示的结束，而是新的开始。这是因为NRC对这项决议的通过与否也不过是引起核反应堆的许可认证而已。（这种小型核反应堆未来可能用于给小城市、大医院、工业设施以及偏远的海水淡化厂供电。）

正如这项认证的部分章节表明，NRC将遵从一项专门设计的标准，该标准列明了多项NuScale的设计所要达到的要求。而审查与认证的整个流程，将耗时30到40个月。是的，也许这很令人吃惊，NuScale是美国监管过程下第一个将小型反应堆（SMR）做到这步的公司。这确实有所帮助。

反应堆最初的概念要追溯到2000年，俄勒冈州立大学（OSU）、爱达荷国家工程、环境实验室及Nexant的一个联合项目。OSU发明了一种小型轻水反应堆，这就是我们现在所见反应堆的基础。

2013年，NuScale是能源部资助项目——精炼SMR技术、推进设计与NRC认证项目的唯一得主。作为奖励，NuScale在五年的时间里得到了2.26亿美元的联邦科研经费。

NuScale公司最初由战略伙伴和资产风险投资者资助。在2011年十月，福路公司成为这一项目最大的投资者和合作伙伴。截止目前为止，福路公司向NuScale公司资助了超过1.7亿美元。

定义小型核反应堆（SMR）

小型反应堆是一种核反应堆，能够产生约3亿瓦特的电能。它们采用模块化技术和工厂制造技术，能够增大经济规模，缩短施工时间。

SMR包含一个水冷反应堆、一个高温气冷反应堆和一个具有快中子谱的液态金属冷却反应堆。NuScale公司研发的先进轻水反应堆等一些SMR作为多模块发电厂来使用。

在实践中，每一个50MW的NuScale模块都可以作为一个自给系统，在多模块配置外独立运作。12到50MW的模块可以由一个控制室统一监控和操作。每个反应堆高度为17.1米高，直径2.7米，处于保护壳中。

造价

NuScale 的执行副总裁Tom Mundy说，每个包含有12个50MW反应堆的设备净造价为每千瓦时5078美元。

Mundy说：“今年，因为能用另一种方法促使成本大幅降低，大家的积极性都很足。这样每千瓦时的花费和千兆瓦核反应堆相比，就更有竞争优势。”

能源部能源信息管理处估计一个2200MW的先进核反应堆每千瓦时造价约为5945美元。相比而言，一个700MW的自然燃气组每千瓦时造价仅为978美元。一个650MW具有碳捕捉和封存技术的超超临界燃煤厂造价5084美元，与一个600MW的NuScale工厂同等水平。

自然循环

NuScale反应堆及其水箱保护壳设备不合格。反应堆利用自然循环原理，该公司称不需要额外的泵来使反应堆中的水循环起来。这一系统利用对流原理，让水流过反应堆核心的时候得到加热。

当水温上升，水本身也会升腾，在容器内部上升，当达到顶部的时候，会被推动进入蒸汽产生装置里进行冷却。因为进入蒸汽产生装置的水温度较低，密度就比热水更大，由重力作用，这些水再返回容器底部，回到反应堆核心。

反应堆中的水与蒸汽产生器中的水是隔绝的，以此杜绝污染。当反应堆中的热水通过蒸汽反应堆的几百个小管道中，热量也就通过管壁从水传递到蒸汽中。蒸汽推动涡轮转动，涡轮通过一根轴连接到发电机上。通过带动涡轮，蒸汽损失能量，重新冷凝成水，冷凝水回归，重新开始新的循环过程。

小型核反应堆部署

国际原子能机构预测，新型小型核反应堆的设计将于2025~2030年前为部署做好准备。同时，将有45种小型核反应堆设计出来。部分小型核反应堆在中国、印度、俄罗斯和阿根廷设计研发。

在美国，犹他州电力市政系统（UAMPS）的无碳电力项目（CFPP）正考虑在爱达荷国家实验室发展一种新型联邦控制的NuScale工厂。

西北能源公司是1190兆瓦哥伦比亚核能发电站的拥有者和操控者，它准备继续操控拟议的工厂。在2015年八月，DOE奖励NuScale公司1.66千万美元，用以施工以及为设备申请运营资格。

公司声称，这种模块设计对发电外的详细研究十分充足。这种设计包括工业应用及需要高度可靠电力的供电设施，如医疗和国家安全设施。

在美国建厂，拿到NRC的认证非常关键。这对于公司完成国际市场的技术目标也同样重要。

Mundy说：“我们在美国的成功作为起点，我们的目标是半数销售额在海外，包括已经使用核能和未使用的地区。”许多国民密切关注着NRC的认证核发程序，就像美国联邦航空局批准了飞机设计，促使了飞机的国际售卖。

NuScale支持IAEA以及其它全球化组织认证的标准化进程。Mundy说：“一项认证的作用很可能突破美国国界，产生更加深远的作用。”这种认证将促进美国贸易，减轻国民“能源短缺”的负担。

是的，Mundy说，“我们要等NRC的认证，这很重要。”

原文链接：NuScale Reactor Nears One Milestone, With More to Follow.

本文由编辑部丁菲菲提供素材，张文扬编译，点我加入材料人编辑部。

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