211service.com
Kina kan ha en härdsmältningssäker kärnreaktor nästa år
I vad som skulle vara en milstolpe för avancerad kärnkraft planerar Kinas Nuclear Engineering Construction Corporation att starta ett högtemperatur-, gaskylt kärnkraftverk med stenbädd nästa år i Shandong-provinsen, söder om Peking. De dubbla 105 megawatt-reaktorerna – så kallade Generation IV-reaktorer som skulle vara immuna mot härdsmälta – skulle vara de första av sitt slag som byggdes i kommersiell skala i världen.
Konstruktionen av anläggningen är nästan klar och de kommande 18 månaderna kommer att ägnas åt att installera reaktorkomponenterna, köra tester och ladda bränslet innan reaktorerna blir kritiska i november 2017, säger Zhang Zuoyi, chef för anläggningen. Institutet för kärnkraft och ny energiteknik , en avdelning av Tsinghua University som har utvecklat tekniken under det senaste och ett halvt decenniet, i en intervju på institutets campus 30 miles söder om Peking. Om det blir framgångsrikt skulle Shandong-anläggningen generera totalt 210 megawatt och kommer att följas av en anläggning på 600 megawatt i Jiangxi-provinsen. Utöver det planerar Kina att sälja dessa reaktorer internationellt; i januari undertecknade Kinas president Xi Jinping ett avtal med kung Salman bin Abdulaziz om att bygga en gaskyld högtemperaturreaktor i Saudiarabien.
Denna teknik kommer att finnas på världsmarknaden inom de kommande fem åren, förutspår Zhang. Vi utvecklar dessa reaktorer för att tillhöra världen.
Stenbäddsreaktorer som använder heliumgas som värmeöverföringsmedium och som körs vid mycket höga temperaturer – upp till 950 °C – har varit under utveckling i årtionden. Den kinesiska reaktorn är baserad på en design som ursprungligen utvecklats i Tyskland, och det tyska företaget SGL Group levererar grafitkulor i biljardkulstorlek som omsluter tusentals små småstenar av uranbränsle. Sju högtemperaturgaskylda reaktorer har byggts, men endast två enheter är kvar i drift, båda relativt små: en experimentell 10 megawatts stenbäddsreaktor vid Tsinghua-institutets campus, som nådde full effekt 2003, och en liknande reaktor i Japan.
Under ett nyligen besök på Tsinghua-anläggningen testade teknologer den enorma heliumfläkt som kommer att cirkulera gaskylvätskan på Shandong-anläggningen när den väl startar. Sådana högtemperaturreaktorer är immuna mot härdsmälta eftersom de inte kräver komplicerade externa kylsystem av det slag som misslyckades i Fukushima, Japan, 2011. Grafitbeläggningen skyddar bränslet från att brytas ner, även vid temperaturer långt över dem som finns i reaktorhärden under drift, och när den inre temperaturen passerar en viss tröskel, saktar kärnreaktionerna ner, vilket kyler reaktorn och gör den i huvudsak självreglerande. Och även om stenbäddsreaktorer inte helt löser problemet med kärnavfall, ger bränslets form också upphov till flera alternativ för avfallshantering. Kinas slutliga mål är att eliminera eller kraftigt minska avfallet genom att återvinna det använda bränslet.
Ett av de största hindren för att bygga dessa reaktorer är kostnaden för bränslet och för reaktorkomponenterna. Men Kinas stora storlek kan hjälpa till att övervinna den barriären. Det har gjorts studier som pekar på att om reaktorer masstillverkas kan de sänka kostnaderna, säger Charles Forsberg, verkställande direktör för MIT Nuclear Fuel Cycle Project . Den kinesiska marknaden är tillräckligt stor för att göra det möjligt.
Flera andra avancerade reaktorprojekt pågår i Kina, inklusive arbete med en smältsaltreaktor som drivs av torium snarare än uran (ett samarbete med Oak Ridge National Laboratory, där tekniken har sitt ursprung på 1960-talet), en resande vågreaktor ( i samarbete med TerraPower, startupen som finansieras av Bill Gates), och en natriumkyld snabbreaktor som byggs av det kinesiska institutet för atomenergi (se China Details Next-Gen Nuclear Reactor Program och TerraPower Quietly Explores New Nuclear Reactor Strategy ).
Kina håller verkligen på att bli en testbädd för innovativ kärnkraftsteknik som har stannat i USA och Europa. Det du ser är ett allvarligt uppsåt, säger Forsberg. De kan sparka ut växthusgaser från sin kraftsektor innan vi gör det på grund av den allvarliga avsikten.