NRC批准美国首个四代堆建设,它叫"爱马仕"...

科技   2024-11-25 17:44   北京  

美国核管会(NRC)迈出了历史性的一步。

投票决定为Kairos Power公司70MWt的 Hermes 2 电站颁发建造许可证,这是由两个35MWt熔盐反应堆组成的低功率先进试验设施。

Kairos Power表示,“在委员会投票之后,Hermes 2现已成为美国首个获准建设的第四代发电站。”(Hermes 1是一座非发电示范反应堆)


美国这座四代堆名字很有意思,爱马仕Hermes

对!

就是哄女人买个包包的那个爱马仕

图错了,看下面

其实在希腊神话中,Hermes是奥林匹斯十二主神之一,妥妥的神二代(宙斯之子),主管商业,赫尔墨斯发明了钻木取火、尺、数和字母,可能这个有点多多少少关系吧。


Kairos计划在田纳西州Oak Ridge的东Tennessee科技园遗产中心(ETTP)建造Hermes 2。

该厂址还将容纳单个35MWt的Hermes 1号试验反应堆、一个非核工程试验装置,并可能容纳一个Kairos Power燃料制造厂。

Hermes 1已于2024年7月开工建设,预计将于2027年竣工,这也是Kairos Power的第一个核能项目。

如果Hermes 2的建设按计划进行,那么该设施的两个反应堆总电力输出可达20 MWe,将于2027年12月开始运行。

NRC颁发Hermes 2建造许可证是10 CFR Part 50许可程序的一个重要里程碑。在电站开始运营之前,Kairos Power还需要申请并获得运营许可证。一旦投入运营,Hermes 2的两个反应堆的许可寿命预计为11年。

Hermes系列代表着Kairos Power在氟化盐冷却高温反应堆(KP-FHR)技术商业化的迭代道路上迈出的重要一步。

Hermes 1是单机组非发电示范反应堆,重点关注运行安全和系统集成。在其设计基础上,Hermes 2将拥有两个35 MWt的反应堆,共享一个功率为20 MWe的郎肯循环电力转换系统。它还将增加中间盐回路和蒸汽过热器。


Hermes 2如何融入Kairos的整体迭代战略



Kairos Power是总部美国位于California州Alameda的私营核能工程、设计和制造公司,专注于其氟化盐冷却高温反应堆(KP-FHR)的商业化,并正在寻求一条解决技术和监管风险的途径。

自2016年成立以来,Kairos Power一直在开发和推广基于KP-FHR技术的核电站设计,此次获得NRC许可是该公司的又一里程碑。

该公司正在推行“快速迭代开发方法”,即利用迭代硬件示范和内部制造,“实现颠覆性的成本降低,并为商业化提供真正的成本确定性”。


| 燃料球,像不像刚刚商运的石岛湾高温气冷堆


据报道,Kairos的KP-FHR包括石墨慢化剂球床反应堆,配有熔融氟化盐冷却剂(一种化学性质稳定的富含锂-7的2LiF:BeF2、即FLibe的熔融氟化盐混合物),在高温和接近大气压的条件下运行。


该公司的目标商业产品将包括KP-X商业示范电站和KP-FHR商业电站,KP-X是单机组50MWe氟化盐冷却高温反应堆,设计在650 ℃和接近大气压下运行,KP-FHR是双机组150 MW的反应堆配置(2 x 75 MWe),设计为在反应堆出口温度为650 ℃的情况下高效运行。


值得注意的是,2024年10月,Kairos与Google签署了具有里程碑意义的电站开发总协议,将在2035年前开发出500 MW的批量化熔盐小型模块化反应堆,为这家科技巨头的数据中心提供电力,预计首座反应堆将于2030年投入运营。


NRC加速完成审查


2023年12月,NRC在2021年11月受理Kairo提出的建造许可证申请25个月后,向Kairos颁发了35MWt的Hermes 1示范项目的建造许可证。

值得注意的是,NRC对Hermes的批准标志着美国联邦监管机构50多年来首次为建造非水冷反应堆开绿灯。


Hermes 2的许可证发放甚至更快。

NRC于2023年6月正式受理了Kairos的Hermes 2建造许可证申请,随后于2024年7月发布了许可证的最终安全评估,并于2024年8月完成了Hermes 2的最终环境评估,比原计划提前了近4个月。

从建造许可证申请受理到建造许可证表决,NRC流程总共耗时16个月。由于其严格的安全标准、详细的审查和公众咨询要求,该监管机构的许可流程历来被认为是出了名的缓慢,尤其是对新反应堆或新型反应堆设计而言。

NRC表示,高效的审查源于通过书面文件进行的“新的、简化的强制性听证程序”。NRC指出,该委员会“授权该机构的核反应堆管理办公室签发许可证,认为工作人员对Hermes 2申请的审查足以做出必要的安全和环境监管结论”。


历史性第一的背后:非轻水堆和第四代核技术里程碑的背景

NRC将非轻水反应堆(非LWR)设计称为先进反应堆。该机构表示,“这些反应堆将采用与现有运行反应堆不同的技术,如非能动安全特性、使用不同的燃料或冷却剂,或将整个反应堆的规模缩小。”。

2001年成立的第四代国际论坛(GIF)是推进下一代核能研发的全球合作组织,它将这些技术称为第四代(Gen IV)。与第二代和第三代反应堆相比,第四代反应堆采用了先进的材料和创新的设计,如快中子谱、闭式燃料循环和高运行温度,使其应用范围超出了发电,使其能够应用于发电以外的领域,如制氢和工业供热。

GIF探索六种先进反应堆技术包括高温气冷堆(GFR)、铅冷快堆(LFR)、熔盐堆(MSR)、钠冷快堆(SFR)、超临界水冷堆(SCWR)和超高温堆(VHTR)。

虽然NRC在监管非LWR方面有着悠久的历史,但该监管机构于1968年将最后一份非LWR建造许可证颁发给了Fort Saint Vrain,这是一座330 MWe的高温气冷堆,在Colorado运行至1989年,属于第二代反应堆。Clinch River增殖反应堆是由田纳西河流管理局(TVA)和Commonwealth Edison公司提议建造的一座350 MWe反应堆,曾预计将于1983年获得建造许可证,但由于该项目在当年被取消而停止。2016年,医用同位素生产商SHINE Medical Technologies公司获得了Wisconsin州医用同位素生产设施的建造许可证,这标志着NRC取得了更多进展。

美国最近的进展标志着几个显著的第一次,但又有细微的区别。Kairos指出,Hermes 1(于2023年12月获得建造许可证)标志着联邦监管机构50多年来首次为建造非水冷反应堆开绿灯。2024年9月,NRC首次向Abilene基督教大学(Abilene Christian University,ACU)熔盐研究堆(MSRR)颁发了液态燃料先进反应堆建造许可证,这也是几十年来首次批准建造研究堆。正如Kairos所言,Hermes 2的建造许可证是美国首批获准建造的第四代发电反应堆。

NRC目前正在审查Kemmerer 1号机组的建造许可证申请,这是一座345 MWe的Natrium纳冷快堆(SFR)电站。TerraPower的子公司US SFR Owner于2024年3月提交了建造许可证申请,NRC于2024年5月受理了申请。该项目的非核部分已于2024年6月在其位于Wyoming州Lincoln县的厂址破土动工。当该项目预计在2026年6月获得建造许可证时,将是NRC首次为专用于发电应用的非LWR颁发许可证。


美国核准了首座四代堆,这堆名叫"爱马仕"...


这座充满设计感的建筑实际上是一座核反应堆,它叫“极光”



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