英企推出新型熔盐堆设计
2022-12-05伍浩松,孟雨晨
【本刊2022 年10 月综合报道】英国Moltex-FLEX 公司2022 年9 月29 日推出了一种新型熔盐堆FLEX。该堆配有热能贮存系统,适于调峰运行,能够成为风能、太阳能等间歇性可再生能源的理想补充。
FLEX单堆热功率4万千瓦、电功率1.6万千瓦,运行温度可高达700℃。在运行期间,使用熔盐将热量从堆芯传输至位于核岛之外的GridReserve储热槽,用于产生超热蒸汽,驱动汽轮机发电。FLEX 反应堆的安全性完全独立于储热槽和发电装置提供的热阱,其衰变热排出系统基于自然循环,完全非能动,不需要机械部件。由于不需要实施安全相关作业和维护,一座典型FLEX 反应堆的出入口数量大幅少于传统反应堆,降低了安保风险。
FLEX 没有移动部件,设计简单,运行简便,拥有与燃气电厂类似的运行灵活性,能够根据电网需求快速调整运行功率——自动进入闲置状态或迅速恢复满功率运行。当外界电力需求较低时,可以将堆芯过剩热量贮存在GridReserve储热槽中。必要时,该堆可以向外界提供多达3倍的电力。例如,一座由16座FLEX反应堆与配套GridReserve储热槽组成的电厂,能够在每天8小时的用电需求高峰期,以76.8万千瓦的功率发电。该堆建设周期短,仅需24 个月便能建成一座50 万千瓦电厂。在长达60 年的运行寿期中,仅需换料两次,换料一次即可运行20 年时间。除了发电,该堆还可用于制氢、海水淡化以及其他工艺热应用。
图1 熔盐堆FLEX截面图
FLEX 发电成本与风能相当,仅为0.04 英镑(0.044美元)/千瓦时;采用模块化设计和建设技术,可以在工厂完成设备制造,便于运输和安装,大幅降低建设费用;使用两种熔盐,分别作为燃料和冷却剂,采用自然循环方式从堆芯提取热量。首堆计划于2029年投运。
MoltexFLEX 是莫尔泰克斯能源公司(Moltex Energy)的子公司。FLEX 是莫尔泰克斯能源公司稳定熔盐堆(SSR-W)的热中子版本。
SSR-W 是一种30 万千瓦熔盐堆,能够使用从加压重水堆(PHWR)乏燃料中提取的材料作燃料,已于2021年5月通过加拿大核安全委员会(CNSC)第一阶段供应商设计评审预审。莫尔泰克斯能源公司计划于21世纪30年代初在加拿大新不伦瑞克省莱普罗角核电厂建成SSR-W首堆。加拿大政府2021 年3 月宣布拟向莫尔泰克斯能源公司提供5050 万加元(4050 万美元)投资,帮助推进SSR-W商业化。