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由于小型模块堆具有一些大型商业核反应堆所不具备的特点,例如前期投资小,适于在仅拥有小规模电网的地区建设,可根据市场需求分阶段在同一座电厂建设多座反应堆等,小堆近年来受到各国的极大关注。法国阿海珐集团等相关机构也在积极开展小堆研究,并推出了多种小堆设计。
法国已推出两个小型堆技术
NP-300是阿海珐21世纪初在潜艇动力堆基础上推出的一种可用于发电、供暖和海水淡化的小型压水堆设计。这种设计使用了非能动安全系统,装机容量在100~300 Mwe之间,能够以高达每天50万立方米的产能进行海水淡化。2004年,曾预计法国核监管机构将在2005年启动对该设计的认证。但是阿海珐此后一直没有公布有关NP-300研发进展以及部署的信息。
F1exblue是由法国国有船舶制造企业DCNS集团、阿海珐、法国电力公司和法国原子能与替代能源委员会合作研发的一种小型模块化压水堆设计,可以部署在距离海岸达15千米、深达100米的稳定海床上,并可以根据市场需求在同一位置安装多个模块。在可以通过岸上控制室对反应堆进行遥控操作的同时,还在模块内安装了控制室,从而使操纵员能够在模块内进行关键的操作,包括启动和维护作业。
单个F1exblue反应堆模块长约146米,直径约14米,功率为160Mwe。一个模块由4段组成,即前段、汽轮机段、反应堆段和后段。其中前段和后段可容纳二级控制室、辅助工艺设备、仪控面板、备件、操纵员生活区和紧急救援设备。
Flexblue换料周期为40个月。在每个运行周期结束时,将把反应堆运回其辅助设施,以进行换料和定期维护。该反应堆的设计寿期为60年,每10年大修一次。在往返辅助设施的过程中,反应堆处于停堆状态。
2011年,原委会、法电、阿海珐和DCNS对小堆的电力市场前景及其经济性进行了首次分析,分析的结论是应对小堆加以关注,尤其是如果能实现模块化设计和制造,小堆的发电成本可降至约100欧元/Mwh。因此,这些机构决定继续进行陆地和海底小堆的技术和经济可行性研究,并于2012年年初组建了一个联合体。
小堆价值得到越来越多的认可
在小堆可行性研究中,仅考虑使用压水堆,单堆功率约为150MWe。由阿海珐提出的一体化小堆的结构体征是,将蒸汽发生器和稳压器均整合进入反应堆压力容器中,这样有利于自然循环,并可通过非能动安全保护系统排出多余热量。反应性由控制棒束组件控制。
关于陆地核电厂,拟选择可进行模块化制造、体积较小的金属密封安全壳以及半埋式反应堆厂房以减小外部侵害的影响,并考虑在同一厂址上布置4座小堆。
研究中考虑的海底核电厂采用Flexblue设计,即在深达100米、距离海岸几公里的海底建设一座或几座Flexblue反应堆。
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