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西屋正在开展三种先进反应堆研究

更新时间:2009-03-28

【本刊2018年3月综合报道】 2018年 2月,西屋宣布到2030年将拥有一款铅冷快堆原型设计,并与意大利新技术、能源与可持续经济发展局(ENEA)和安萨尔多核公司(Ansaldo Nucleare)签署铅冷快堆技术开发合作协议;加拿大核安全委员会(CNSC)收到西屋提交的eVinci微堆设计,准备启动相关评审工作。这两种反应堆,再加上西屋早已公布的基于AP1000的小型模块堆设计,意味着西屋目前正在开展三种先进反应堆研究。

铅冷快堆设计

据普氏核新闻快报2018年2月21日报道,西屋英国公司(Westinghouse UK)副总裁兼总经理Mick Gornall 2月20日在英格兰谢菲尔德(Sheffield)举行的小型模块化反应堆2018年年会上表示,西屋到2030年将拥有一款铅冷快堆原型设计,并在21世纪30年代后期实现铅冷快堆的商业部署。这种反应堆具备多种优点,包括产生较少的核废物,但他并没有对这方面进行详细说明。

Gornall补充说,该反应堆的设计容量可能为450 MWe左右,但他指出容量可能更高或更低。这种反应堆能“更好地利用天然铀资源” 并“提高(核能发展的)可持续性”。

三是管理不足。据全国21个省区市调查表明,96%的医院认为管理需要相关培训,却仅有28%的管理者接受过短期专业岗位培训,53%所掌握的管理知识来源于平时工作经验积累。华西医院当年情况基本相似,院党委认为,管理是一门科学,管理者专业知识和专业技能的提升是一个循序渐进的过程,但在宏观层面,关注职业生涯发展的体制、机制和顶层设计不足。

Gornall还表示,预计西屋“将在2018年夏季从破产中走出来并进行资本重组”。

综上所述,由于使用了固体堆芯和热管,eVinci成为一种拥有最少移动部件的“固态反应堆”,这对于确保这种长寿命分布式发电厂的可靠性和免维护性至关重要。

eVinci是西屋为满足偏远地区等分布式电力市场需求开发的一种微型反应堆,能够在不换料的情况下连续运行10多年,可以热电联供,即以200 kWe~25 MWe功率发电的同时,提供600℃的工艺热。该公司表示,eVinci设计充分利用了空间反应堆技术以及过去50多年的商业核能系统设计、工程和创新成果。

西屋2月22日表示,他们将合作开发基于铅冷快堆技术的下一代核电厂。西屋首席技术官兼副总裁Ken Canavan表示:“该协议是商用铅冷快堆开发过程中令人振奋的一步。铅冷快堆是一项能够改变清洁能源行业面貌的技术,西屋很高兴能与这些经验丰富的伙伴合作,将这一创新理念付诸实践。”

热管以非能动方式在相对较低的压力(低于大气压)下运行。每根热管仅包含少量工艺流体,且将其封闭在管内。因此,eVinci不需要设置主冷却回路,即不需要像现行核电反应堆一样安装机械泵、阀门以及大口径一回路管道。热管仅用于以连续等温蒸汽/液体的方式将热量从堆芯蒸发器传送至堆芯外冷凝器。此外,热管能以固有方式调整热负荷,因此反应堆易于实现自主的负荷跟踪运行;热管还能以更高的温度运行,因此能够实现更高效的热电能量转换以及提供更高品质的工艺热。

郭利泉[21]基于Gidaspow曳力双流体模型,分析了振动频率对褐煤床层返混的影响,结果如图2所示。从图2可以看出:普通流化床存在大量颗粒返混,物料干燥不均匀;振动有效抑制了床层返混,颗粒流化趋于均匀;随频率增加,气固两相流动更加均匀有序。

安萨尔多在核电厂设计、供应、服务和退役领域拥有丰富经验,并且过去15年在多个国际铅冷快堆开发项目中发挥主导作用。

eVinci微堆设计

英国政府于2016年3月在时任首相卡梅伦的带领下启动小堆竞标第一阶段工作,目标是选择将于21世纪20年代中期在英国建造的小堆设计。但英国政府于2017年12月决定放弃小堆竞标,并决定启动先进模块化反应堆(AMR)的竞标。

使用热管传输堆芯热量是eVinci的重要特点之一。虽然热管在其他商业核电机组中尚未得到使用,但是液体金属热管技术目前已经成熟,美国已开展大量实验研究,并建立强大的数据库,能够支持该技术在商业核反应堆中的应用。

本试验通过增施富含微生物菌剂的营养料,可稳定维持养殖水体pH在弱碱性环境,为小龙虾健康生长创造了适宜的水体环境,同时增加了水体溶氧含量和透明度,提高了小龙虾代谢强度,促进了小龙虾摄食量增大,加快了生长速度。但数据显示微生物营养料对水质调控方面在降低氨氮和亚硝酸盐含量的同时也增加了水体总磷含量,分析原因可能与养殖水体pH增高、微生物活性增强,促进生物搅动、矿化作用从而促使沉积物磷释放而导致[9],建议施用微生物营养料期间控制含磷类投入品的施用量,以降低水体富营养化风险,同时进行多品种混养,充分利用空间和饵料,种植水生植物控制水体和沉积物中N、P含量等。

eVinci是一种基于设计简化思想、具有优异安全特性的创新设计。其堆芯设计非常独特,是一个不锈钢块,其中留有用于插入热管和燃料的通道。燃料被封装在堆芯中,能够大幅降低扩散风险。由于堆芯拥有负温度反应性系数,因此具有固有安全性。堆芯中每根燃料细棒均与三根热管相邻,以提高传热效率和冗余度。在反应堆停堆时,能够通过热管和衰变热换热器来排出衰变热。

针对传统恒温恒湿空调控制的缺点,提出一种新型的高精度恒温恒湿空调智能控制策略,其主要器件组成如下:直流变频压缩机、SCR电加热、SCR加湿器、除湿电磁阀、电子膨胀阀、EC风机和高精度温湿度传感器[2]。温湿度的控制不再单纯采用偏差算法,而是采用精确的百分比需求和PID控制相结合的算法,其控制的温湿度范围波动非常小,通常温度控制精度可达±0.2℃,湿度控制精度可达±2%,控制策略如下:

在反应堆系统中使用热管,能够帮助解决在现行的第二代和第三代商业核反应堆以及某些第四代反应堆概念中存在的难以解决的部分反应堆安全问题和可靠性问题——尤其是与一回路冷却剂丧失相关的问题。

意可持续经济发展局是铅基系统研发领域的全球领先者,目前运营着全球规模最大的铅冷快堆研究实验设施之一。

另据英国《国际核工程》网站2018年2月26日报道,西屋近期与意大利新技术、能源与可持续经济发展局和安萨尔多核公司签署铅冷快堆技术开发合作协议。

西屋在2017年10月曾表示,其目标是在6年内完成eVinci的研发和示范:在2019年年底之前建设一座全规模电气示范设施,并在2024年之前进行商业部署。

大学生心理健康问题,已引起政府的高度重视和关注。国家就大学生心理健康教育问题采取了有效措施,但从学界来看,建设大学生心理健康档案还有许多工作要做,希望有越来越多学者、领导以及社会更多的人士、社会各职能部门来关心大学生,了解大学生的“内心世界”,关注大学生心理健康及心理健康档案的建设,这也是笔者的初衷所在。

  

图1 西屋的eVinci微堆设计

基于AP1000的小堆

Gornall 在2月20日的会议发言中表示,西屋小堆设计可能会在21世纪20年代进行部署。Gornall表示,这种小堆基于现有AP1000反应堆设计,而AP1000已经通过英国的通用设计评估(GDA)程序。因此,相对于其他小堆,这种小堆能够以更快的速度通过英国GDA评估。

加核安委2月19日宣布收到2种反应堆设计,其中之一是西屋eVinci微堆设计。

Fig. 2 shows the distribution of the depletion region in the linear regime.

先进模块堆竞标将采用比小堆竞标略宽的标准,政府表示可以选择多种设计。

eVinci是西屋为满足偏远地区等分布式电力市场需求开发的一种微型反应堆,能够在不换料的情况下连续运行10多年,可以热电联供,即以200 kWe~25 MWe功率发电的同时,提供600℃的工艺热。该公司表示,eVinci设计充分利用了空间反应堆技术以及过去50多年的商业核能系统设计、工程和创新成果。

西屋2017年10月曾表示,其目标是在6年内完成eVinci的研发和示范:在2019年年底之前建设一座全规模电气示范设施,并在2024年之前进行商业部署。

供应商预许可设计评审是核安委的一项可选服务,不是核电厂取证程序的必要组成部分,主要基于反应堆技术评价核电厂设计,核实相关设计是否满足加核监管要求和预期,共分三个阶段:第一阶段是合规性评审,即根据加相关法律法规要求对反应堆设计进行总体评估;第二阶段将评估相关设计取证是否面临任何潜在的基本障碍;第三阶段是后续评估,主要针对第二阶段发现的问题进行跟踪,并评估供应商为完成设计开展的工作。特里斯特尔能源的IMSR是唯一通过第一阶段供应商预许可设计评审的小堆设计。

(信息来源:世界核新闻网站和西屋公司网站)

 
王树,伍浩松,戴定
《国外核新闻》 2018年第03期
《国外核新闻》2018年第03期文献

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