據(jù)世界核新聞網(wǎng)報(bào)道，美國西屋電氣和意大利安薩爾多(Ansaldo)核公司簽署新的合作協(xié)議，以開發(fā)基于鉛冷快堆(LFR)技術(shù)的下一代核電站[1]。

根據(jù)協(xié)議，兩家公司將推進(jìn)一項(xiàng)“共同設(shè)計(jì)，以最大化協(xié)同效應(yīng)，結(jié)合設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和取照方面的經(jīng)驗(yàn)，并使各自的合作伙伴和供應(yīng)鏈組織保持一致”。

兩家公司已合作了40年，通過AP600和AP1000型核電機(jī)組項(xiàng)目，開發(fā)先進(jìn)輕水堆技術(shù)。

希望成為階段性的改變

安薩爾多公司董事長羅伯特·艾迪諾菲(Roberto Adinolfi)說，“安薩爾多與西屋電氣有共同的愿景。安薩爾多自本世紀(jì)初以來一直堅(jiān)信并投資LFR技術(shù)，我們渴望與西屋電氣展開另一段合作之旅，以實(shí)現(xiàn)LFR技術(shù)的部署。”

西屋電氣公司首席技術(shù)官麗塔·巴蘭瓦爾(Rita Baranwal)說，“我們已經(jīng)完成的聯(lián)合工作將作為加速LFR技術(shù)發(fā)展的跳板。我們正在開發(fā)一個(gè)經(jīng)濟(jì)上有競爭力、多功能和可持續(xù)的核電站，它將部署以滿足不同社區(qū)和不斷發(fā)展的能源市場的需求，包括區(qū)域供暖、制氫和海水淡化。”

兩家公司表示，這個(gè)協(xié)議“建立在英國、美國、意大利和羅馬尼亞已經(jīng)開展的開發(fā)活動(dòng)基礎(chǔ)上，這些國家正在安裝十多個(gè)最先進(jìn)的鉛基試驗(yàn)設(shè)施”。

世界核協(xié)會(huì)說，LFR是“一種靈活的快中子反應(yīng)堆，可用貧鈾或釷燃料基質(zhì)，并銷毀輕水堆燃料中的錒系元素。液態(tài)金屬(Pb或Pb-bi共晶)在常壓下通過自然對(duì)流冷卻(至少可排除衰變熱)。燃料是金屬或氮化物，用于區(qū)域或中央后處理廠全部錒系元素再循環(huán)。設(shè)想的機(jī)組規(guī)模范圍很廣，從適用于小型電網(wǎng)或發(fā)展中國家的壽期15-20年、工廠制造的核電池，到模塊化、300-400 MWe的機(jī)組和大型、1400 MWe單機(jī)組核電廠”。

兩家公司說，“我們的目標(biāo)是，相對(duì)于傳統(tǒng)核技術(shù)，逐步提高性能，包括增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)性、電力以外的市場通用性和改善可持續(xù)性。”

見解與思考

自從美國核科學(xué)界提出開發(fā)第四代核能系統(tǒng)以來，鉛冷堆設(shè)計(jì)概念很受重視，關(guān)鍵在于這種堆型設(shè)計(jì)有前蘇聯(lián)軍用核潛艇的運(yùn)行實(shí)踐。雖然冷卻劑原是液態(tài)鉛鉍共晶合金，因事故廢棄了，但給人留有深刻的印象。

自本世紀(jì)初，多個(gè)國家和國際核研發(fā)組織提出多種概念設(shè)計(jì)，建設(shè)多個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，冷卻劑也改為純鉛，但明確提出并付諸實(shí)踐的只有俄羅斯在西伯利亞開建的Brest-OD-300型完全閉環(huán)的鉛冷快堆系統(tǒng)，擬于2026年建成投入運(yùn)行[2]。

俄羅斯正在西伯利亞建設(shè)的、完全閉環(huán)的BREST-300型鉛冷快堆

這種先進(jìn)堆“先熱后冷”，重要原因是只有現(xiàn)在的俄羅斯有軍用堆的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，缺乏國際合作，其他國家必須從基礎(chǔ)研究開始。更重要的原因是它相對(duì)高溫氣冷堆的安全性，特別是相對(duì)熔鹽堆的經(jīng)濟(jì)性。

新的氣候環(huán)境與能源需求條件急需開發(fā)、建設(shè)先進(jìn)核能系統(tǒng)，但進(jìn)展緩慢[3]。根本原因在于缺乏國際核能與技術(shù)合作，國家之間缺乏信任。過分強(qiáng)調(diào)“獨(dú)立自主”，沒有共享協(xié)作和合理的回贈(zèng)。結(jié)果至今沒有一個(gè)公認(rèn)、理想、建成的第四代核能系統(tǒng)。

愿兩家公司成功合作，早日取得優(yōu)良成果。

資料與注釋

[1] WNN, Westinghouse and Ansaldo Nuclear collaborate on next-gen LFR nuclear plant, 04 October 2022.

[2] WNN, Base plate for BREST reactor delivered to site, 23 September 2022.

[3] NEI, Next generation fast neutron reactors, 28 September 2022.