小型核動力堆

小型核動力堆是簡單的核能發電和產熱機組，資本成本低,可以提供遠離主電網系統電力。

小型核動力堆

A定義:小型且簡單的核能發電和產熱機組 (注:隨著上個世紀50年代有核電生產以來， 反應堆的規模已經從60MWe增加至1300MWe以上。 國際原子能機構（IAEA）將"小型"定義為300 MWe以下。) B特點:資本成本低,可以提供遠離主電網系統電力 驅動力來源:利用高溫氦氣來直接驅動汽輪機。 （註：傳統反應堆安全系統是"有源的"，即它們涉及到根據指令進行電氣或機械操作，其中有部分設計的系統無源操作，如壓力釋放閥等。它們都要求相應的備用系統。固有安全僅依靠諸如對流電流、重力或抗高溫等物理現象，而不是工程部件發揮功能。） C套用概況: 美國國會現在正在向小型模組式 核電站（工廠製造的模組在現場進行安裝）和先進氣冷設計（多達10個以上連續建造以形成大型電站的模組設計）的研究提供資金支持。美國能源部2001年的報告對2010年可能部署的9種設計進行了審查。 有些堆設計用於遠離輸電網且負荷小的地區，還有些堆設計群堆運行以與大型機組競爭。 美國能源部估算的50 MWe機組的發電成本為5.4～10.7美分/千瓦時（阿拉斯加和夏威夷的電價為5.9～36美分/千瓦時）。 在俄羅斯西伯利亞的偏遠地區的 比利比諾聯合發電站有4座小型核電機組正在運行。這4台熱功率為62MWt的機組是特殊的石墨慢化沸水設計，水/蒸汽管道穿過慢化劑。這些機組為當地供暖，並且每台機組生產11MWe(淨)電力。自1976年以來，它們運行良好，成本遠低於北極地區的化石燃料方案。 輕水堆: 美國的實踐是非常小型的軍用電站，如1962～1972年間在南極洲 麥克默多站運行的11MWt、5 MWe(淨)的PM-3A反應堆，總計發電7800萬千瓦時。此外還有一項小型反應堆開發軍用計畫，上世紀50年代有一些小型反應堆投入使用。最大的1座是67MWe的大石角沸水堆，運行了35年，1997年關閉。 俄羅斯的KLT-40是一種經過充分驗證用於破冰船的反應堆，現在被建議用於除鹽、駁船以及為偏遠地區提供35MWe（淨）電力和熱能等更廣泛的用途。雖然這種堆設計換料周期為3年，但是我們需要正視的是它們可以成對運行以應付停堆期，也許還可以具備船上換料和乏燃料貯存能力。 儘管這種反應堆堆芯通常採用強制循環冷卻，但是其設計是依靠對流電流進行應急冷卻。燃料為含有可燃毒物的U-Al合金，鋯合金包殼，並且可以被高度濃縮。除發電外，還可以產出35MWt的熱能用於海水淡化。 阿根廷CNEA和INVAP正在開發的CAREM（先進型 小型核電站）是一種內有蒸汽發生器的100MWt/25MWe的壓水堆模組，用於發電（25MWe），或作為研究堆，也可以用於海水淡化。CAREM在其反應堆壓力容器內具有完整的一級冷卻劑系統（因此稱為"一體"壓水堆），自加壓並完全依靠電流對流。燃料是標準的3.4%濃度的壓水堆燃料，含有可燃毒物，每年換料。這是一種可以在10年內部署的成熟設計。 更大規模的反應堆還有韓國的SMART（系統集成模組先進堆），這是一種330MWt的壓水堆，集成蒸汽發生器和改進的安全特性。它是設計用於發電（高達100MWe）和/或諸如海水淡化等的熱能套用。其設計壽期為60年，換料循環周期為3年。目前正在按其1/5規模（65MWt）建造1座電站，2007年投入運行。 日本原子能研究所（JAERI）正在開發MRX，一種小型（50～300MWt）一體化壓水堆，用於艦船推進或本地能源供應（30MWe）。整座設施都在工廠製造。設計採用傳統的4.3%濃度的壓水堆鈾氧化物燃料，換料周期為3.5年，安全殼內注滿水以增強安全性。這種堆可以在10年內部署。 西屋公司正在開發第4代反應堆--國際創新與保障堆（IRIS）。IRIS-50是50MWe的模組加壓水堆，集成一迴路冷卻劑系統，通過對流循環。燃料與目前的輕水堆燃料近似，濃度為5%，含有可燃毒物，換料周期為5年（濃度更高，周期更長）。2010年以前可以部署。 美國 通用電氣公司（GE）和 普度大學以GE的簡化沸水堆（S BWR）為基礎，正在合作開發200MWe和50MWe兩種規模的模組式簡化沸水堆（MSBWR）。該設計利用冷卻劑中的對流，5%濃度的壓水堆燃料，10年換料周期。2010年以前可以部署。 TRIGA動力系統是一種基於通用原子能公司（GA）經過驗證的研究堆設計的壓水堆概念。其設計是在相對低溫下運行的64MWt、16.4MWe的池式系統。二迴路冷卻劑為有機的全氟化碳。燃料為20%濃度的鈾鋯氫化物，含有少量可燃毒物，換料周期為18個月。乏燃料貯存在反應堆壓力容器內。 D 得到良好開發的中小型反應堆: CAREM 25MWe PWR 阿根廷CNEA和INVAP KLT-40 40MWe PWR 俄羅斯OKBM MRX 30MWe PWR 日本JAERI IRIS 50MWe PWR 美國西屋 SMART 100MWe PWR 韓國KAERI 模組式SBWR 50MWe BWR 美國GE和普度大學 PBMR 110 MWe HTGR 南非Eskom GT-MHR 185MWe HTGR 美國GA，俄羅斯Minatom 輕水堆: