美国会立法推进先进核反应堆技术研发

美国会立法推进先进核反应堆技术研发
美国国会两党正在参众两院推进《核能领导地位法案》(NELA)的审议,目的是推进先进核反应堆技术的研发,巩固美国在民用核能领域的全球领导地位。
NELA2019年3月27日提交参议院能源和自然资源委员会审议,6月18日提交众议院能源分委会审议,7月16日获得参议院能源和自然资源委员会投票通过。
根据NELA,美国未来将在五方面鼓励先进反应堆技术的创新:一是示范堆建设,二是高丰度低浓铀燃料的供应,三是要求能源部制定核能发展战略计划,四是支持联邦机构签署长达40年的购电合同,五是加强人才培养。
示范堆建设
NELA要求能源部在2025年底之前完成至少2个先进反应堆示范项目,并在2035年底之前再完成2 5个示范项目。在推进先进反应堆示范堆建设方面,能源部已开展大量工作。
能源部迄今已为推进纽斯凯尔电力公司小型模块堆的商业化提供约3亿美元资助,并在爱达荷国家实验室为拟采用纽斯凯尔小堆设计的美国首座小堆电厂提供厂址。这个项目拟建12座小堆,首堆拟于2026年投运,全部12座小堆将于2027年投运。纽斯凯尔小堆是一种一体化压水堆,单堆功率可达60MWe。
为推进先进反应堆技术研发,能源部2018年4月启动先进核能技术开发资助机会公告(FOA)倡议,并表示在此后五年每季度将选定一批项目给予资助。FOA共提供了三条资金申请途径,其中一条是同类中首个(FOAK)核示范准备,目的是为可能在21世纪20年代中后期实现商业部署的先进反应堆研发提供支持。截至2019年7月,能源部宣布为4批共计30个项目提供FOA资助,其中5个项目通过FOAK核示范准备项目途径获得资助:
·纽斯凯尔小堆2次获得资助:2018年4月的资助主要用于开展小堆的最终设计定稿工作;同年7月的资助主要用于小堆项目第二阶段工作,包括完成评审报告的独立验证和确认,完成反应堆厂房设计优化以及进行液位传感器原型测试。
·西屋eVinci微型反应堆核示范装置准备项目2019年3月获得资助,目标是在2022年前完成首座示范装置的设计、分析、取证、制造和测试。eVinci是一种200kWe 25MWe 的热管冷却微堆。北京的彩
·X能源公司(X-Energy)2018年4月获得资助,将牵头设计一座能够处理高丰度低浓铀并生产含氧碳化铀(UCO)三元结构各向同性(TRISO)燃料颗粒的燃料制造设施。X能源目前正在开展200MWt/75MWe的X-100高温气冷堆研究,并准备建设一座高温气冷堆燃料制造设施。
·小型模块堆公司(SMRLLC)2018年11月获得资助,将开发一种独特的可调整测试平台,示范小堆非能动安全特性,加速推进小堆设计的商业化,帮助相关设计通过美国核管会和其他国家监管机构的
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此外,能源部2019年7月宣布将资助Moltex 能源美国公司开展150MWe稳定熔盐堆(SSR)研究,目标是将该堆的建设周期缩短到三年以内。
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高丰度低浓铀燃料供应
商业核电机组通常使用铀-235丰度不到5%的低浓铀燃料。但是,许多正处于研发阶段的先进反应堆需要使用铀-235丰度为5% 20%的高丰度低浓铀燃料。美国目前没有商业设施能够生产高丰度低浓铀。为了填补这一空白,NELA要求能源部在2022年底前确保供应含有不少于2吨铀-235的高丰度低浓铀,并在2025年底前确保供应含有不少于10吨铀-235的高丰度低浓铀(酌情确定是否包括应在2022年底前供应的2吨)。
能源部和相关机构正在采用多种方法满足业界的高丰度低浓铀需求:
·能源部2019年1月宣布向森图斯能源公司授予合同,未来该公司将执行高丰度低浓铀生产示范项目,为此将在俄亥俄州派克顿建设一个由16台AC-100M离心机组成的浓缩级联。
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能源部2019年1月完成在爱达荷国家实验室生产高丰度低浓铀燃料的环境影响评价,确认在爱达荷材料与燃料中心以及(可能)爱达荷核技术与工程中心制造高丰度低浓铀燃料不会对环境产生不可忽视的影响。大部分高丰度低浓铀将来自EBR-II试验快堆乏燃料的加工和掺混。
旅洋级驱逐舰
·美国参议院2018年6月批准海军乏燃料循环使用试点计划。该计划的总投资为1500万美元,目标是证明下述工作的可行性:对舰船动力堆产生的高浓铀乏燃料进行掺混处理,以生产高丰度低浓铀燃料。
·欧洲铀浓缩美国公司2019年2月宣布正考虑在美国建设一座高丰度低浓铀专用生产设施,并逐步推进相关的设计和取证工作。该公司在新墨西哥州尤尼斯运营着美国唯一的商业铀浓缩厂,产能为4800tSWU/年,能够满足美国约1/3的浓缩服务需求。
张志琴
核能发展战略计划
NELA要求能源部在不迟于其生效之后的180日向国会提交为期10年的核能发展战略计划,并至少每2年修订一次,为技术开发商、投资界和潜在终端用户提供能源部未来行动的指导。
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签署长达40年的购电合同无瑕号事件
NELA授权联邦机构与核电运营商签署最长为40年的购电协议,要求能源部制定有关长期购电协议的试点计划,并不迟于2023年12月31日与在2019年1月1日之后获得核管会许可证的商业机组运营商签
署至少1份购电合同。在签署此类购电协议时,能源部可对具有下述特性的反应堆设计的首堆给予特别考虑:能够为国防目的或能源部认可的其他目的提供可靠且有弹性的电力供应,尤其是能在紧急情况下提供“孤岛发电能力”的反应堆。
为了支持美国首座小堆电厂的建设,能源部2018年与该电厂运营商犹他州联合市政电力系统公司签署谅解备忘录,未来将利用小堆电厂生产的电力满足爱达荷国家实验室的能源需求。在2025—2030年期间,该实验室将需要70MWe装机容量来满足电力需求。
加强人才培养
为年轻人成长提供帮助对核能行业发展和先进反应堆技术创新极为关键。长期以来,能源部一直通过核能大学计划为核能行业的人才成长提供帮助。NELA要求能源部、国家核军工管理局和核管会制定大学领导地位计划,确保美国大学在先进反应堆研究领域的领导地位,不断为核能行业输送人才。
(核信息院伍浩松戴定)
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