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哥本哈根原子能公司提交熔盐 SMR 设计

2023-01-10 15:43     来源:国际核工程     核技术
丹麦哥本哈根原子能公司已申请其集装箱式小型模块化钍熔盐反应堆设计在英国接受通用设计评估 (GDA)。

该公司的子公司 UK Atomics 向英国商业、能源和工业战略部 (BEIS) 申请核监管办公室 (ONR) 和环境署 (EA) 的 GDA。该评估旨在评估拟在英国部署的任何核电站设计的安全、安保和环境保护方面。

2021 年 5 月,BEIS 向包括小型模块化反应堆 (SMR) 在内的先进核技术开放了 GDA 流程。GDA 的成功完成最终会导致 ONR 发出设计验收确认书和 EA 发出设计验收声明。劳斯莱斯 SMR 是第一家提交 SMR 设计 GDA 申请的供应商。其 470 MWe 压水堆设计于 2022 年 3 月通过审查。12 月,GE 日立核能为其 BWRX-300 SMR 提交了 GDA 进入申请,Holtec International 已表示有意为其 SMR-160 提交申请设计。

UK Atomics 熔盐反应堆设计使用未加压的重水作为慢化剂,而该反应堆旨在燃烧核废料,同时从钍中培育新燃料。该公司表示,它的输出功率为 100 MWt,足够小,可以进行大规模制造和流水线生产。

UK Atomics 首席执行官兼联合创始人 Thomas Steenberg 表示,该技术“具有不产生温室气体排放的额外好处,并且它确实消耗传统核工业的长期核废料来生产能源”。该公司位于哥本哈根的工厂已经建造了一个反应堆模型,“将对其进行测试以支持以目标为导向的审批流程”。

哥本哈根原子能公司声称,这些反应堆将由英国原子能公司部署,英国原子能公司将建造、拥有和运营一组自主反应堆,“最终数量将达到数千个”。它说,这种销售能源即服务的商业模式将实现具有成本效益和低风险的部署。它为其第一个商业反应堆的运行设定的时间表是 2028 年。该公司进一步声称,由于运营成本低且没有客户的资本支出,它预计电价低于每兆瓦时 40 英镑(48 美元)。

“我们正在为决策者消除复杂性,”哥本哈根原子公司联合创始人 Thomas Jam Pedersen 说。“公司害怕承担运营核电站、退役和处理核废料的责任。我们负责所有这些,只为客户提供可靠和绿色的能源。”

该公司成立于 2014 年,由一群科学家和工程师在丹麦技术大学和大哥本哈根地区开会讨论钍和熔盐反应堆,他们于 2015 年成立。次年,该公司成为欧洲核能的一部分熔盐研究联盟 MIMOSA。

哥本哈根原子公司目前在商业上销售他们的一些技术,包括用于熔盐反应堆研究的泵送熔盐回路,以及用于高温集中太阳能、熔盐储能和熔盐化学研究的高纯度盐。

最近,该公司筹集了 2000 万欧元(合 2120 万美元)以加速其钍熔盐反应堆技术的开发。Pedersen 表示,这笔资金将支持其在 2028 年让第一座商业反应堆上线的计划。该公司表示,它计划在 2023 年在哥本哈根测试一个原型。然而,根据该公司网站,它计划对其原型进行非放射性测试2022 年,然后将确定一个国家来测试放射性版本,为 2030 年在装配线上进行大规模生产做准备。

根据佩德森的说法,该公司专门生产熔盐,特别是氟化物盐,这些盐被用于反应堆组件的早期测试。丹麦不会进行放射性测试,因为丹麦没有能够批准此类研究的国家机构。“我不知道哪个国家最适合我们,”他说,并指出加拿大、美国和其他欧洲国家都在谈判桌上。

该公司指出,熔盐反应堆并不是一个新概念,因为它们在 1950 年代和 1960 年代在田纳西州橡树岭国家实验室 (ORNL) 进行了重要测试。1970 年代的后续设计研究侧重于热谱钍燃料系统,为两个主要设计变体建立了参考概念,其中一个是具有多种配置的熔盐增殖反应堆,可以增殖额外的裂变材料或保持自我维持运行。

根据佩德森的说法,测试停止的部分原因是钍不太适合用于武器生产。“从一开始,它就远远落后于对铀燃料循环的投资,因此,大多数人都接受过铀燃料循环方面的教育,”他说。然而,在 2000 年代后期,ORNL 测试的文件向公众发布。“人们开始发现,'哦,这里实际上有一些非常令人兴奋的东西。' 因为钍是唯一可以在热谱中形成增殖循环或增殖反应堆的元素。”

尽管美国、欧洲和俄罗斯正在开发大量设计,现在人们对 MSR 技术重新产生了兴趣,但到目前为止,还没有任何项目接近实现。



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