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俄羅斯:發展小型鉛冷式快滋生反應器
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俄羅斯:發展小型鉛冷式快滋生反應器

   俄羅斯國營核能公司Федеральное агентство по атомной энергии, России, Rosatom Nuclear Energy State Corporation, Rosatom)日前與En+公司以50%50%投資比例成立名為AKME Engineering的新公司,計畫發展小型模組化鉛-鉍冷卻式快滋生反應器(lead- bismuth cooled fast reactor)。En+公司是俄羅斯橫跨煉鋁、電力、石油與礦業資源領域的Basic Element Group旗下能源子公司。

    AKME Engineering將發展名為SVBR-100小型-鉍冷卻式快滋生反應器,發電容量100 MWe(亦有75 MWe版)SVBR是俄文-鉍快滋生反應器(Svintsovo-Vismutovyi Bystryi Reaktor)縮寫。該公司將在2019年之前先建一座原型機組,評估商業化可能性。這型反應器技術源自俄國海軍Alfa級核子攻擊潛艦所使用的OK-550 / BM-40A型反應器(熱功率155 MWt)。Alfa級是世界航速最快的潛艦,其45節極速至今仍無人能打破。

    小型反應器是核能科技旁支。目前發電用核能機組多朝向大型化發展,但小型化機組除區域性供電外,也可用於供熱,應用彈性很大。小型機組多朝向自然安全、控制系統簡化、模組化與長期運轉方向發展,由於反應器尺寸較小、xenon oscillation效應較低,可大幅降低控制系統複雜度;因這類反應器多採模組化設計,可簡化設備、減少成本與縮短工期。以SVBR-100為例,甚至可組合多達16座反應器達到大型機組規模。另一方面,小型機組燃料更換週期通常較長, SVBR-100前身OK-550型反應器就設計成15年不需更換燃料,達到營運壽限後連反應器整組更換。

    AKME Engineering認為SVBR-100大量生產後,其成本甚至可與燃煤電廠相當。En+集團執行長Vladislav Soloviev表示:我們相信發展核能工業是以對環境影響最小又能滿足日益成長的能源需求的最佳方案。俄羅斯國營核能公司Rosatom)副總Peter Schedrovitsky則表示:我們希望政府能夠強力支持,我們希望這項計畫能列入總統的長程發展委員會(Commission for Long-Term Development)的議程之中:

    SVBR-100與該國BN-600BN-800等都屬於液態金屬快滋生反應器(liquid metal fast breeder reactor, LMFBR)。只是前者以鉍-鉛合金、後者則以金屬鈉為冷卻劑。以金屬鈉為反應器,必須確保系統溫度超過鈉的98 0C熔點,且必須克服一旦冷卻劑洩漏,鈉-水接觸產生劇烈氧化反應的工程問題。法國Super Phoenix與日本文殊實驗爐都曾因液態鈉冷卻劑洩漏而被迫長期停機檢修。-鉛反應器的金屬惰性不致產生劇烈氧化反應,因此比鈉反應器安全,但系統必須維持在更高的127 oC溫度。

    SBVR-100型反應器以16.5%的濃縮鈾為燃料,冷卻劑進出反應器溫度為354 oC495 oC。熱功率280 MWt、電功率100 MWe,效率約為35.7%。該型反應器採整體模組化設計由工廠組裝完成,反應器置於大型水槽內,兼作被動餘熱移除系統與輻射屏蔽,燃料更換週期為7-8。(摘譯/修訂自:World Nuclear News Weekly 16 December 2009 – 4 January 2010期)

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