西屋电气公司正在推进其革命性的eVinci核微反应堆。基于空间核技术,它占地面积小,没有活动部件,可以更换燃料,就像更换用过的气瓶一样。
随着对气候变化的担忧,核能正在复苏。凭借其零排放原则和产生大量电力的能力,它可以解决能源部门面临的许多挑战。然而,核工业必须克服与安全(感知或其他)、可用性和成本相关的问题,同时也要大大加快建设过程,这一过程通常需要数年时间。
西屋电气的解决方案是eVinci微型反应器,其直径小于10英尺(3米),采用15兆瓦的热(MWth)堆芯设计,可产生高达5兆瓦的电力(MWe)。这种紧凑型装置可以在工厂制造,而不是在现场制造,并且一次添加燃料即可运行八年多。当燃料耗尽时,整个反应堆被关闭,装载到卡车上,然后返回工厂进行燃料补充或更换新反应堆。
eVinci与其他小型反应堆的不同之处在于,一旦正常运行,它就没有活动部件,也不需要水或其他冷却剂循环。
它使用高度坚固的TRISO(TRi结构各向同性)燃料,该燃料由浓缩至19.75%的铀组成,密封在由铀、碳和陶瓷制成的小米籽大小的颗粒中。这些颗粒被组合成小球,然后被包装成棒并插入堆芯。其结果是燃料组件非常耐用,耐热和耐腐蚀,并产生不会失控的自限性核反应。
除了燃料棒之外,还有在运输过程中插入的关闭棒,以完全停止核反应。为了激活堆芯,还必须将旋转鼓移到一边。在紧急情况下,这个鼓被动地回滚到位,关闭一切。
简而言之,一旦一切正常运转,就不需要任何移动部件来保持反应堆的运转,包括冷却系统。该反应堆不使用循环水、空气、氦气或熔盐,而是使用固体钢单体来容纳核心并吸收热量。从那里,碱热管利用碱金属的相变被动地传导热量,冷却反应堆并将热量转化为电能。
其结果是一个紧凑的,本质上安全的设计。西屋公司声称,eVinci可以安装在一个相对轻量级的地面工厂中,只需要大约两英亩(8090平方米),只需要一小部分工作人员来操作和安全。核心足够小,可以用标准集装箱通过铁路、驳船或卡车运输。
除了民用发电,西屋公司表示,eVinci还适用于偏远地区、采矿和钻井作业、工业设施、区域供热、制氢、研究、军事基地和数据中心。它还可以配置为按需负载,使其与风能和太阳能电网集成。
该公司表示,它已经向美国能源部(DOE)国家反应堆创新中心(NRIC)提交了eVinci微反应堆的初步安全设计报告(PSDR),这标志着该装置的一个里程碑。
西屋公司eVinci技术总裁Jon Ball说:“提交PSDR是西屋公司eVinci微堆商业化运行的关键一步。我们的目标是在本十年末在全球部署多个eVinci微反应堆,我们与INL和能源部的强大、持续的合作伙伴关系有助于我们的努力。”
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