小型核反应堆全方位解析

  IAEA曾对小型堆的发展进行过预测，估计在2030年全球将建设43—96座小型堆。根据技术种类进行划分，小型堆可大致分为四种形式，即轻水堆、高温气冷堆、液态金属反应堆和熔盐堆。

  轻水堆在现有的小型堆设计中，最为常用的技术是轻水堆。这还在于数十年安全运作轻水堆的经验，使得这种反应堆在安全性能方面更具保障性。在核蒸汽供应系统的设计方面，大部分的技术都采用了“一体化”压水堆设计，即将一回路的设备全部集中布置于能承受压力的容器内；也有少数几种型号的反应堆，选择将蒸汽发生器或者蒸汽发生器的一部分（如汽水分离器）放置于能承受压力的容器外。

  此外，随着西屋公司的AP1000非能动安全系统的面世与成功推广，“非能动”的理念也深入贯彻到了现有的小型堆设计中。在经济性方面，轻水堆也以较低的初始投入与较少的投资总额受到发展中国家，尤其是不发达国家的青睐。

  俄罗斯KLT-40s是一种用于破冰船上的成熟反应堆，也用于偏远地区的电力供应。它具有30—35兆瓦的发电容量以及20兆瓦的供热能力，换料周期为3年。该种堆型的建造模式采用了双机组。除了发电外，还能够适用于海水淡化。

  CAREM由阿根廷国家原子能委员会开发，是采用一体化蒸汽发生器的模块式压水堆，发电功率为27兆瓦，其可被用于作为研究堆或海水淡化。CAREM的整个一回路冷却剂系统均在其反应堆能承受压力的容器内，燃料采用的是带有可燃毒物的铀浓缩度为3.4%的燃料，每年换料1次。

  韩国SMART的设计目的是建造一座可用于海水淡化兼作发电，堆芯热功率330兆瓦的反应堆及海水淡化应用系统。这种堆型具有一体化的蒸汽发生器和先进的安全特性，用于发电可达到100兆瓦，同时能供热。设计寿命是60年，换料周期为3年。

  高温气冷堆其概念演化自早期的空气冷却和二氧化碳冷却的反应堆。采用氦气取代空气和二氧化碳作为冷却剂并采用石墨作为慢化剂，提供了更高的中子效率和热效率。

  中国HTR-10是一种高温球床气冷堆，于2000年启动，2003年达到满功率运行。堆芯有2.7万个球状燃料元件，铀浓缩度达到17%，主要是用作实验堆。中国正在建设的高温气冷堆HTR-PM是发电功率为105兆瓦的反应堆，采用铀浓缩度为8.8%的燃料和环形堆芯。

  最著名的模块化高温气冷堆项目是由南非牵头开发的110兆瓦球床模块反应堆。这种反应堆采用的是直径小于1毫米的三层包覆碳化铀颗粒形式燃料，铀浓缩度达到14%。燃料的核心由多层碳和碳化硅包覆，为裂变产物提供了一个包壳，使燃料在1600℃或更高的温度下都能保持稳定。乏燃料数量比同样容量的轻水反应堆内的乏燃料要多一些。

  美国气轮机—模块氦冷反应堆（GT-MHR）将作为单个285兆瓦的模块建造，氦气直接驱动气轮机，热效率为48%筒形堆芯包括102根石墨块组成的六角形燃料元件柱，上面有用于氦气和控制棒的通道，石墨反射层在堆芯的内部和周围。每18个月更换一半堆芯。燃耗大约是10万兆瓦日/吨铀。该堆型由美国通用原子能公司与俄罗斯原子能部合作开发，日本富士公司提供支持，起初该反应堆是用来燃用俄罗斯核武器上拆卸下的纯钚，造价预计低于1000美元/千瓦，总发电成本为2.9美分/千瓦时。

  液态金属反应堆一回路的冷却剂是液态金属，比如钠-钾合金，由于金属热容小传热快，而且沸点高，所以比使用水来做冷却剂的反应堆来说，效率较高。其中的液态金属冷却快中子堆，是指没有中子慢化剂的核裂变反应堆。

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  乌兹日报网12月12日消息，据韩联社报道，韩国现代工程公司正考虑与韩国原子能研究院（KAERI）合作在乌兹别克斯坦建造小型核反应堆（SMR）。该公司认为，与传统核电站相比，SMR具有更加好的经济效益。韩国现代工程公司已与韩国原子能研究院签署了出口小型模块化核反应堆的合作备忘录。根据备忘录，韩国原

  近日，三门核电发明专利“一种压水堆核电一回路总含气量测定装置”获美国专利商标局（USPTO）授权。该专利作为三门核电技术专利走出国门的首次成功尝试，经过技术评估、查新论证、国际检索，于2021年8月5日完成《专利合作条约》（PCT）受理，2022年5月26日获准进入美国国家阶段申请，顺利通过美国专利

  【据美国合众国际社和世界核新闻网站2023年11月16日报道】2023年11月16日，美国国务院通报称，旧金山亚太经合组织（APEC）峰会期间，美菲代表在美国副总统哈马斯和菲律宾总统马科斯见证下签署《美菲和平利用核能合作协议》，俗称“123协议”。协议生效后，将促进美菲在清洁能源安全方面的合作，并加强

  《Sciencebusiness》报道称，欧盟委员会正在组建一个工业联盟，以促进小型模块化核反应堆(SMR)的发展，这种反应堆被认为比传统反应堆更安全、造价更低。目前全球还没有商业化的SMR投入运行，几个项目正在规划中。美国公司NuScalePower已与罗马尼亚Nuclearelectrica达成协议，将在一座原燃煤电厂厂址上

  【据世界核新闻网站2023年11月9日报道】来自比利时、意大利、罗马尼亚和美国的五家企业和机构签署谅解备忘录，将在模块化小型铅冷快堆的开发、示范和商业化方面做合作。这五家企业和机构分别是比利时核能研究中心（SCK-CEN），意大利新技术、能源与环境局（ENEA），意大利安萨尔多核公司（AnsaldoNuc

  【据美国网站2023年11月10日报道】洛克希德马丁公司（LockheedMartin）近日获得美国空军研究实验室（AFRL）在“在轨核电供应联合新兴技术”（JETSON）项目下授予的一份价值3370万美元的合同，未来将开展核电推进空间飞行器系统模块设计，将其技术成熟度提升至可供进行初步设计审查的程度。JETSON

  11月1日，海南昌江多用途模块式小型堆科技示范工程全范围模拟机完成盘台设备现场安装调试，标志着模块式小型堆科技示范工程模拟机硬件设备已具备可用条件。小堆示范工程模拟机盘台设计制造工作于2022年8月启动。培训处按计划推进盘台提资、设计、制造、集成调试等各项工作，严格管控设备制造质量，期间

  应积极建立小堆标准体系，推动更多示范项目落地，同时持续加强科研投入，灵活推进其产业化发展。在应对气候变化挑战和能源转型趋势下，核能在全球再迎新发展机遇。近年来，小型堆因用途多元、部署灵活等特性备受各核电大国青睐，纷纷加快研发和布局，其中我国小堆研发及应用走在世界前列。但据《中国能

  【据法国BFM电视网2023年11月3日报道】近日，12个欧盟成员国在Contexte网站发布一封联合信，呼吁欧盟委员会成立模块化小堆工业联盟，应鼓励对欧洲中小企业能力的投资和欧洲价值链的发展，以加强欧盟的能源主权和行业竞争力。12个成员国包括：保加利亚、克罗地亚、芬兰、法国、匈牙利、荷兰、波兰、捷克

  【据世界核新闻网站2023年10月30日报道】近日，阿根廷国家原子能委员会（CNEA）与阿根廷核电公司（NASA）签署一项框架协议，前者将为后者的CAREM-25模块化小堆建设项目提供技术上的支持。CAREM-25是阿根廷第一种自主设计和开发的小型压水堆，装机容量为3.2万千瓦，可用于发电或海水淡化，也可用作研究堆。

  我国小型堆研发成果丰硕，已高质量推进多个小型模块堆技术与产业高质量发展，工业耦合方案日益成熟，为小型模块堆发展贡献了“中国智慧”和“中国方案”。来源：中国能源报作者：杨晓冉近日，《中国能源报》记者在国际原子能机构小型模块堆技术发展和应用跨地区研讨会上了解到，由于更安全、更灵活、更多元、

  近日，生态环境部核电安全监管司在华能山东石岛湾核电厂高温气冷堆核电站示范工程（以下简称示范工程）现场组织召开了高温气冷堆审评监督专项工作组2023年总结研讨会。生态环境部华东核与辐射安全监督站、核与辐射安全中心，苏州核安全中心、中机生产力促进中心、华能核电开发有限公司、华能石岛湾核电

  法国能源转型部长阿涅斯·潘尼尔-鲁纳切尔(AgnèsPannier-Runacher)接受各个媒体采访时表示，为了重振民用核工业，法国政府将向国会提交“能源主权法案”，内容有建设六座以上的EPR（欧洲压水堆）核电机组。自2022年2月马克龙总统宣布重新再启动核电以来，法国政府酝酿建造6座新EPR反应堆和以及8座备选反应

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  2022年，美国的铀精矿（U3O8）产量比前一年高出近10倍，部分原因是受到铀价格持续上涨激励，但美国的U3O8产量仍接近历史低点。2022年，美国有五家工厂使用不相同的工艺生产了U3O8。其中WhiteMesa工厂占美国生产的U3O8的84%，其余是在四个现场回收设施中生产的。WhiteMesa的生产只在合同要求或市场条件允许的

  2023年7月21日，美国佐治亚电力公司（GeorgiaPower）发言人称，沃格特勒（Vogtle）核电厂3号机组（1200MWe）已重启，将按原定计划在7月底投入商运。在过去六周的大部分时间里该机组因维修而停运。2023年6月11日左右，沃格特勒3号机组因主发电机出现一些明显的异常问题停运，于7月8日短暂重启，但随后因电气故障再次停

  美国宾夕法尼亚州蔓越莓镇，2023年7月5日–西屋电气公司宣布，已向加拿大核安全委员会提交第一批eVinci微型反应供应商设计审查文件。随着eVinci技术在设计过程中一直在优化，这些提交的内容将有利于尽早识别和解决潜在的监管和技术问题。西屋公司于6月30日向加拿大核安全委员会提交了四份第一阶段重点领

  自20世纪50年代核电问世以来，核反应堆在满足我们一直增长的能源需求方面发挥了至关重要的作用。核反应堆的设计可以运行几十年，通常获得20至40年的许可，通过许可证续期还可以可以运营更长时间。那么，世界上目前的核反应堆到底多“老”了？在全球总共422个核电反应堆平均31.8岁；其中有262个反应堆已

  当地时间6月27日，白俄罗斯通讯社报道，作为试运行计划的一部分，白俄罗斯核电站（BelNPP）2号机组接着来进行系统和设备测试。自6月28日起，该机组将与电网断开，以进行反应堆常规冷却模式的测试。

  钍基熔盐堆具有安全性高、经济性好、高效、资源丰富等特点，被称作人类实现核聚变前的终极能源方案。（来源：中国能源报作者：李慧颖）钍基熔盐堆属于我国第四代先进核能技术，被称作人类实现核聚变前的终极能源方案，能够解决当下裂变反应堆面临的一些问题和难题。有关专业技术人员表示，钍作为一种核燃料

  近日，美国橡树岭国家实验室和总部在田纳西州的核工程服务企业AnalysisandMeasurementServicesCorporation共同完成了小型轻水堆系统传感器测试工作。

  2020年8月26日，俄罗斯国家原子能公司（Rosatom）发布声明称，该公司将在旗下西伯利亚化工厂（SiberianChemicalPlant）生产轻水堆燃料元件——REMIX燃料。Rosatom计划对该工厂的核燃料制造实验车间进行现代化改造，并启动一条新的生产线M燃料棒束。该项目计划于2023年

  俄罗斯国家原子能机构（Rosatom）首席副总经理基里尔˙科马罗夫表示，俄罗斯燃料公司TVEL正在开发用于轻水堆的耐事故燃料(ATF)，并计划于2019年底开始测试。研究内容有新的燃料棒包层和新的燃料基体。耐高温铬涂层应用于燃料棒包层是研究的内容之一。这可以有效的预防锆与主回路中的冷却剂接触，从而减少在

  近年来，先进小型核动力反应堆咋全球范围内引起了广泛关注。随着全球对小型模块化反应堆兴趣的日渐增长，总部在美国的通用电气日立核能公司（GEH）、全球核燃料公司（GNF）、Holtec国际公司和SMRInventec公司已同意合作推进SMR-160小型模块化反应堆，SMR-160是一种基于现有轻水堆技术的单回路160兆瓦

  美国能源部宣布投资2000万美元用于确定和开发可以在一定程度上完成的先进反应堆技术，这是能源部先进研究计划署（ARPA-E）倡议下的一项新计划。能源部表示，美国目前在运行轻水堆核电站可为全国提供近20%的电力，但其经营成本和维修成本相比来说较高，利用新的制造工艺和新技术能增强核电站的竞争力。ARPA-E的建模强

  近日，美国核创新联盟组织（NuclearInnovationAllianceorganisation）发布最新报告《EnablingNuclearInnovation:LeadingonSMRs》，指出为确保在未来几十年内美国保持国际核技术领先者地位，美国联邦和州政策制定者及官员应该支持美国公司开发小型模块反应堆。随着美国核电厂的老化，为应对气候平均状态随时间的变化的紧

  【导言】随着核电的发展，产生的乏燃料的数量在持续增加，预计到2050年数量将达100万吨。从乏燃料中提取的铀和钚制成燃料足以为140个1GWe的轻水反应堆燃烧60年之久，俄罗斯国家原子能公司的Zalimskaya称，“考虑怎么将今天的负担转化成宝贵的资源是非常有意义的一件事。”据Rosatom（俄罗斯国家原子能

  印度甘地原子能研究中心（IGCAR）授予印度斯坦公司（HCC）一份价值1.2亿美元的合同，以在卡尔帕卡姆建造一座快堆燃料循环工厂，和相关的民用、电气和机械工程。该项目将在两年内完成。该工厂将利用重水堆（PFBR）和压水堆（PWR）产生的钚，进行钍燃料循环增殖铀-233。这是印度三步走核能发展战略的一

  重水堆是指用重水(H2O)作为慢化剂的反应堆。重水堆虽然都用重水作慢化剂，但在几十年的发展中，已派生出不少次级的类型，按结构分重水堆可大致分为压力管式和压力壳式。采取了压力管式时，冷却剂可以与慢化剂相同也可以不同。压力管式重水堆又可大致分为立式和卧式两种。立式时，压力管式垂直的，可采用加压重水、沸腾轻水、气体或有机物冷却;卧式时，压力管水平放置，不宜用沸腾轻水冷却。压力壳式重水堆只有立式，冷却剂与慢化剂相同，可以使加压重水或沸腾重水，燃料元件垂直放置，与压水堆或沸水堆类似。重水堆核电站与轻水堆核电站相比较，有以下几点主要差别，这些差别是由重水的核特性及重水堆