Wydawana co dwa lata broszura Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA) “Advances in Small Modular Reactor Technology Developments” (“Postępy w rozwoju technologii małych reaktorów modułowych”) zawiera najnowsze dane i informacje na temat wymogów SMR na całym świecie, w tym szczegółowe opisy 72 reaktorów opracowywanych lub budowanych w 18 krajach.
Rozszerzając poprzednie wydania, broszura po raz pierwszy zawiera załączniki dotyczące gospodarki odpadami i ich usuwania, jak również sekcję dotyczącą mikroreaktorów.
“Wyjątkowe atrybuty SMR w zakresie wydajności, elastyczności i ekonomii mogą sprawić, że będą one odgrywać kluczową rolę w transformacji czystej energii” – powiedział Stefano Monti, szef działu rozwoju technologii energii jądrowej MAEA i moderator niedawnego seminarium internetowego z okazji wydania publikacji. “Kraje mogą wykorzystać zaktualizowaną broszurę jako dodatkowe narzędzie do określenia możliwych rozwiązań technologicznych dla wyzwań, jakie stoją przed nimi w zakresie energii, zmian klimatycznych i zrównoważonego rozwoju”.
Oczekuje się, że w ciągu najbliższej dekady rozpocznie się szersze zastosowanie wymogów SMR, natomiast w Rosji na pokładzie pływającej elektrowni jądrowej Akademik Łomonosów pracują już dwa bloki reaktorów o konstrukcji KLT-40S. W ciągu najbliższych trzech lat mają zostać uruchomione dwa inne czołowe bloki SMR w Argentynie i Chinach. Argentyna, Chiny i Rosja zaprezentowały swoje postępy w technologii SMR podczas webinaru.
Rosja opracowuje również lądowy projekt SMR, którego oddanie do użytku planowane jest na 2027 r., jak mówi Elena Pashina, dyrektor marketingu Rusatom Overseas. “Elektrownie SMR mogą dostarczać energię elektryczną do odległych obszarów i obszarów z ograniczeniami sieciowymi po korzystnych cenach w porównaniu z alternatywami, a także zaspokajać rosnące potrzeby energetyczne” – dodała.
Argentyna opracowuje 25MWe CAREM SMR, który jest przeznaczony dla małych sieci elektrycznych i może również wspierać odsalanie wody morskiej, a budowa prototypu jest bliska ukończenia.
“Prototyp CAREM25 jest pierwszym krokiem w rozwoju konkurencyjnego SMR i ułatwi działania licencyjne dla modułów komercyjnych oraz rozwój lokalnych dostawców”, powiedział Dario Delmastro, kierownik techniczny projektu CAREM w Narodowej Agencji Energii Jądrowej w Argentynie.
Chiński HTR-PM, prototyp SMR chłodzony gazem w wysokiej temperaturze, znajdujący się w zatoce Shidao, ma rozpocząć działalność w 2021 roku. Reaktor jest chłodzony za pomocą helu i może osiągać temperatury nawet 750 stopni Celsjusza, dzięki czemu nadaje się do zastosowań nieelektrycznych, takich jak ogrzewanie miejskie i produkcja wodoru. Reaktor HTR-PM posiada również nieodłączne cechy bezpieczeństwa, które zmniejszają ryzyko uwolnień radioaktywnych.
Seria broszur “Advances in SMR Technology Developments” została wydana po raz pierwszy w 2014 r. i stanowi uzupełnienie internetowego systemu informacji o zaawansowanych reaktorach (ARIS) MAEA, który zawiera kompleksowe informacje na temat najnowszych osiągnięć w dziedzinie zaawansowanych reaktorów.
Najnowsza 339-stronicowa broszura obejmuje reaktory lądowe i morskie chłodzone wodą, wysokotemperaturowe reaktory chłodzone gazem, ciekłym metalem, sodem i gazem, szybkie reaktory widmowe chłodzone neutronami, reaktory ze stopionymi solami oraz reaktory mikro-modułowe (MMR) o mocy elektrycznej zazwyczaj do 10MWe.
“Chociaż w ostatnich latach dokonał się znaczący postęp w różnych technologiach SMR, niektóre kwestie techniczne nadal przyciągają znaczną uwagę w branży. Obejmują one na przykład obsadę dyspozytorni i inżynierię czynnika ludzkiego dla wielomodułowych instalacji SMR, zdefiniowanie terminu źródłowego dla wielomodułowych instalacji SMR w odniesieniu do określenia strefy planowania awaryjnego, opracowanie nowych kodeksów i standardów oraz aspekty operacyjne związane z obciążeniem”, zauważa MAEA.
Niektóre potencjalne zalety SMR, takie jak eliminacja ewakuacji ludności podczas awarii lub jeden operator dla wielu modułów, są przedmiotem dyskusji z organami regulacyjnymi. Ponadto, mimo że wymogi SMR mają niższy początkowy koszt kapitałowy na jednostkę, ich konkurencyjność ekonomiczna nie została jeszcze udowodniona, ponieważ jednostki te są wdrażane w przyszłości.
Postępy w rozwoju technologii małych reaktorów modułowych
Najnowszy raport MAEA składa się z sześciu części, koncentrujących się na lądowych reaktorach SMR chłodzonych wodą, reaktorach SMR chłodzonych wodą w marinie, wysokotemperaturowych reaktorach chłodzonych gazem, małych szybkich reaktorach neutronowych, reaktorach SMR z roztopioną solą oraz reaktorach mikro-modułowych, o mocy poniżej 10MWe.
Część pierwsza, dotycząca lądowych reaktorów SMR chłodzonych wodą, przedstawia godne uwagi konstrukcje SMR chłodzonych wodą z różnych konfiguracji reaktorów lekkowodnych (LWR) i reaktorów ciężkowodnych (HWR) do zastosowań na lądzie w sieci. Istnieje 25 konstrukcji SMR chłodzonych wodą z 12 krajów członkowskich, w tym integralne reaktory PWR, kompaktowe reaktory PWR, pętlowe reaktory PWR, reaktory BWR, reaktory typu Candu oraz reaktory basenowe do ogrzewania miejskiego. Podczas gdy CAREM finalizuje budowę do 2023 roku, dziesiątki projektów jest przygotowywanych do wdrożenia w najbliższym czasie, w tym projekt ACP-100 w Chinach i NuScale w USA.
Część druga, dotycząca okrętów SMR chłodzonych wodą morską, przedstawia sześć okrętów SMR chłodzonych wodą morską, z których niektóre zostały zastosowane jako lodołamacze jądrowe. Pierwszym SMR podłączonym do sieci jest rosyjska elektrownia FNPP Akademik Łomonosow, która rozpoczęła działalność w maju 2020 roku.
Część trzecia: w przypadku SMR chłodzonych gazem w wysokiej temperaturze zawiera szczegóły dotyczące 11 SMR typu HTGR, w tym HTR-PM, który jest kolejnym SMR uruchomionym w 2021 r. w Chinach oraz trzech reaktorów testowych HTGR, z których dwa działają w celach testowania technologii w Japonii i Chinach od ponad 20 lat.
W części czwartej, dotyczącej SMR o szybkim spektrum neutronów, przedstawiono jedenaście konstrukcji z różnymi opcjami chłodziwa, w tym sód, ciekły metal ciężki (np. ołów lub bizmut ołowiowy) oraz hel-gaz. “Poczyniono wymierne postępy w rozwoju technologii i wdrożeniu SMR w tej kategorii”,
BREST-OD-300, chłodzony ołowiem szybki reaktor neutronowy, jest w trakcie budowy w Sewersku, w Federacji Rosyjskiej, z planowaną operacją do końca 2026 roku. Jest to projekt demonstracyjny dla przyszłego projektu o dużej mocy, który umożliwi realizację zamkniętego obiegu paliwa jądrowego.
W części piątej, dotyczącej reaktorów SMR ze stopioną solą, przedstawiono dziesięć projektów z wykorzystaniem zaawansowanej technologii reaktorów zasilanych roztopioną solą i chłodzonych (MSR), która jest również jedną z sześciu konstrukcji reaktorów IV generacji. “MSR obiecują wiele korzyści, w tym zwiększone bezpieczeństwo wynikające z właściwości soli, niskociśnieniowy jednofazowy system chłodzący, który eliminuje konieczność stosowania dużych zabezpieczeń, system wysokotemperaturowy, który zapewnia wysoką wydajność, oraz elastyczny cykl paliwowy”. Kilka projektów MSR prowadzi działania związane z uzyskaniem wstępnych zezwoleń w Kanadzie, Wielkiej Brytanii i USA.
Część szósta, dotycząca MMR, analizuje sześć projektów obejmujących różne rodzaje chłodziwa, w tym HTGR oraz projekty wykorzystujące rury cieplne do transportu ciepła. Kilka projektów prowadzi działania licencyjne w Kanadzie i USA w zakresie planowanego wdrożenia w najbliższym czasie.
Źródło: neimagazine.com
Fot. Pixabay
