支持核能倡导者的一个希望是“小型模块化反应堆”设计的承诺。通过将核设施分成一系列较小的反应堆,它们基本上可以在工厂制造,然后投入使用,使我们不必在现场建造一个复杂的、可能是独一无二的庞然大物。对于核能持续存在的财务问题来说,这可能是一个大问题,同时也可以实现一些进一步提高安全性的设计功能。
周五,第一座小型模块化反应堆获得了美国核管理委员会(US Nuclear Regulatory Commission)的设计认证,这意味着它符合安全要求,未来寻求许可和批准的项目可能会选择它。
这个设计来自NuScale,这是一家由俄勒冈州立大学(Oregon State University)的研究诞生的公司,该公司获得了能源部的大量资金。它是一个76英尺高,15英尺宽的钢制圆柱体(23米乘5米),能够产生50兆瓦的电力。(该公司还准备了一款60兆瓦的迭代。)。他们设想一座核电站,在一个大水池中使用多达12个这样的反应堆,就像现在的核电站中使用的那样。
基本设计是常规的,使用铀燃料棒在内部加压回路中加热水。这种水通过热交换盘管将其高温传递给外部蒸汽环路。在工厂内部,产生的蒸汽将流向发电涡轮机,冷却,然后循环回反应堆。
该设计还使用了被动冷却系统,因此不需要泵或移动部件来保持反应堆的安全运行。加压内回路的布置使得热水可以通过热交换盘管上升,并在冷却后重新下沉到燃料棒。
在出现问题的情况下,反应堆的设计类似于自动管理其热量。控制棒可以包裹燃料棒,阻挡中子,阻止裂变链式反应,由发动机主动固定在燃料棒上方。在停电或关闭开关的情况下,由于重力,它会落在燃料棒上。里面的阀门还允许压力水回路排出到反应堆内的真空中,这是反应堆类似保温瓶的双壁设计,通过淹没在冷却池中的钢材外部排放热量。小模块设计的一个优点是,每个单元持有的放射性燃料数量较少,因此在这种情况下,需要排出的热量也较少。
NuScale在2016年底提交了设计,批准一种新型反应堆是一项不小的任务。该公司表示,在整个过程中提交了200多万页所需信息。但最终,该机构签字同意:“NRC得出结论,该设计的被动特性将确保核电站在必要时安全关闭,并在紧急情况下保持安全。”
另外几个模块化轻水反应堆即将启动认证程序。另外,少数几家公司计划提交截然不同的设计,比如熔盐反应堆。但这些都是更遥远的事情。