未來的新型態反應器 – SMR

講到核能電廠,許多人可能會想到偌大的反應器與機組。大型機組可以穩定地提供大量低碳的電力,但對於地形、地質與輸配電網路支援有較嚴格的要求。隨著技術發展,逐漸出現了小型模組化反應器(small modular reactor, SMR)的概念。

小型模組化反應器(SMR)顧名思義機組規模較小、可以模組化安裝;裝置容量雖然小,但是可以更彈性地配置於多種不同場合,甚至安裝、檢修、除役等都可以更輕易地進行。

海上浮動核電廠

俄羅斯於2007年中開始興建全球首座海上核能電廠——Akademik Lomonosov(羅曼索諾夫院士)號,是一艘載著兩部核能反應器,但沒有推進系統的船隻;長約144公尺,寬約30公尺,需要靠拖船拖行。使用的兩部反應器皆為KLT-40S輕水壓水式反應器機組,額定發電功率為35MW x 2,足夠一座人口約十萬人的城鎮使用;KLT-40系列反應器為俄羅斯開發做為驅動核能破冰船使用,KLT-40S則是專為此海上核能發電機組計畫設計的衍生型號。

經過一些工程延宕,Akademik Lomonosov於2016年中下水測試,並於2018年4月28日展開首航。隨後在2018年完成裝填燃料,2019年中取得相關認證並交付予俄羅斯國營的Rosatom公司。2020年5月22日正式於俄羅斯東北端的 Pevek商轉發電。

https://rosatom.ru/en/press-centre/news/the-world-s-only-floating-power-unit-akademik-lomonosov-takes-the-sea/

NuScale Power

NuScale Power總部為於美國奧勒岡州,算是核能業界的新創公司,產品為小型模組化壓水式反應器,在美國、英國都設有辦公室。目前首個產品系列已經通過美國核能管理委員會(NRC)的認證,首個客戶是猶他州的UAMPS (Utah Associated Municipal Power Systems)電力公司,將擁有12座SMR。

該SMR產品為直徑約4.6公尺,高約23公尺,額定功率約50MW的壓水式反應器,爐心使用壓水自然對流的方式冷卻,擁有很高的安全性。

http://www.nuscalepower.com

太空探索

核能一直是太空探索的重要能源之一,例如航海家一號、二號因為會遠離太陽系,不適合使用太陽能板做為電力來源,就使用了同位素電池。美國航太總署(NASA)為了未來的太空計劃開發了一款SMR——Kilopower,已經於2017年進入實驗階段。

Kilopower機組的高度僅約1.9公尺,額定功率為1kW,爐心使用液態鈉冷卻,並搭配史特林引擎(Stirling engine)驅動發電機產生電力。這樣的設計除了體積小易於布署外,也考量了適應一些特殊極端環境的能力。

https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/kilopower

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