加拿大Saskatchewan省將為Saskatchewan Research Council(SRC)提供8000萬加元(約4.1億人民幣)，用于在Saskatchewan省進(jìn)行微堆示范，并計(jì)劃從2029年起在該省運(yùn)行西屋電氣設(shè)計(jì)的eVinci微堆。
2022年，西屋電氣與SRC簽署了關(guān)于在Saskatchewan省部署eVinci微堆項(xiàng)目的諒解備忘錄，eVinci微堆是熱管反應(yīng)堆，可產(chǎn)生5 MW電力和 13 MW高溫?zé)崃浚⒛芤詿犭娐?lián)產(chǎn)模式運(yùn)行。Saskatchewan省政府在2023年11月的公告中表示，從首個(gè)微堆的許可和部署中獲得的知識(shí)將用于支持該省未來的微堆項(xiàng)目。
SRC是加拿大第二大的研究和技術(shù)機(jī)構(gòu)，是Saskatchewan省政府財(cái)政委員會(huì)的官方公司，作為商業(yè)實(shí)驗(yàn)室為Saskatchewan省各行業(yè)提供研發(fā)服務(wù)。該機(jī)構(gòu)2023年11月表示計(jì)劃在2029年之前試點(diǎn)eVinci微堆。但這一時(shí)間框架將取決于許可和監(jiān)管要求。Saskatchewan省政府表示，eVinci微堆的選址將“隨著項(xiàng)目的進(jìn)展而確定”。
SRC將作為微堆的持照運(yùn)營商，將利用Saskatchewan省宣布的8000萬加元(約4.1億人民幣)政府資金推動(dòng)示范項(xiàng)目。這筆資金將用于支付“SRC的許可費(fèi)用和SRC的項(xiàng)目成本”，SRC告訴媒體，“我們將與西屋電氣合作，了解如何在Saskatchewan省應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，其中一部分將是了解未來部署的項(xiàng)目成本。”。
Saskatchewan省省長(zhǎng)Scott Moe在宣布撥款時(shí)表示，“這個(gè)項(xiàng)目有機(jī)會(huì)為我們的經(jīng)濟(jì)、工業(yè)和社區(qū)帶來變革。微堆為Saskatchewan省獨(dú)特的能源需求提供了定制的解決方案。”。
西屋電氣2022年與加拿大核安全委員會(huì)(CNSC)啟動(dòng)了eVinci反應(yīng)堆的許可前供應(yīng)商設(shè)計(jì)審查(VDR)。VDR是CNSC提供的一項(xiàng)可選服務(wù)，旨在驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否符合加拿大核監(jiān)管要求和期望。西屋電氣首席執(zhí)行官Patrick Fragman表示，完全可運(yùn)輸?shù)膃Vinci核能電池技術(shù)非常適合Saskatchewan省。他補(bǔ)充道，“它還能提供無碳電力和熱能，不使用水，并能在連續(xù)運(yùn)行八年或更長(zhǎng)時(shí)間后從廠址完全拆除。”。
主管SRC的部長(zhǎng)Jeremy Harrison表示，首個(gè)微堆將為今后在Saskatchewan省各地的部署打開大門。他補(bǔ)充道，“這些部署將創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)會(huì)和就業(yè)機(jī)會(huì)。”。
Saskatchewan省擁有世界上規(guī)模最大、品位最高的鈾礦，但目前沒有任何核能反應(yīng)堆。根據(jù)2022年發(fā)布的一項(xiàng)聯(lián)合戰(zhàn)略規(guī)劃，Saskatchewan省正與Ontario省、New Brunswick省和Alberta省合作部署小型模塊化反應(yīng)堆。Saskatchewan省公用事業(yè)公司SaskPower正努力尋找合適的廠址，以便在2030年代中期部署小型模塊化反應(yīng)堆。
SRC是SLOWPOKE-2的持照所有者和運(yùn)營商，SLOWPOKE-2是一個(gè)20千瓦的研究堆，位于Saskatoon的SRC環(huán)境分析實(shí)驗(yàn)室。這座1981年投入使用的研究運(yùn)行了38年，直至 2019 年退役。SLOWPOKE-2為教學(xué)、培訓(xùn)和研究提供了一個(gè)強(qiáng)中子源，但SRC建議開發(fā)的eVinci微堆，主要作為柴油發(fā)電機(jī)的替代品。
確保eVinci的首個(gè)客戶標(biāo)志著西屋電氣的一大進(jìn)展。西屋電氣長(zhǎng)期以來一直致力于研發(fā)工作，包括開發(fā)和測(cè)試其熱管和新型慢化劑的組件，而最近則加快了各種eVinci商業(yè)活動(dòng)的步伐，以便在2027年之前將其投放市場(chǎng)。
eVinci微堆于2017年推出，作為該公司產(chǎn)品組合中的幾項(xiàng)關(guān)鍵先進(jìn)核設(shè)計(jì)之一，根據(jù)宣傳，該微堆采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)，具有多項(xiàng)安全特征，并以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)。當(dāng)時(shí)，西屋電氣制定了一個(gè)雄心勃勃的六年技術(shù)開發(fā)目標(biāo)，預(yù)計(jì)下一代核能反應(yīng)堆將成為分散式發(fā)電市場(chǎng)不可或缺的一部分。
eVinci的核心是完全非能動(dòng)熱管冷卻設(shè)計(jì)，將使用三層結(jié)構(gòu)各向同性(TRISO)燃料。其堿金屬熱管技術(shù)依靠堿金屬相變來保證反應(yīng)堆堆芯內(nèi)的溫度均勻性。反應(yīng)堆堆芯圍繞一塊實(shí)心鋼塊建造，具有用于熱管和燃料芯塊的通道，每個(gè)燃料芯塊都與幾根熱管相鄰。封閉式熱管陣列從堆芯中帶走熱量，并將熱量轉(zhuǎn)移到空氣中，然后通過開放式布雷頓熱力轉(zhuǎn)換循環(huán)中驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)。
eVinci微堆除了提供一回路排熱路徑冗余外，熱管消除了對(duì)反應(yīng)堆冷卻劑泵、大量冷卻劑和相關(guān)設(shè)備的需求，并實(shí)現(xiàn)了模塊化堆芯設(shè)計(jì)。
雖然熱管技術(shù)并不是新技術(shù)，非能動(dòng)傳熱裝置在航空航天和其他行業(yè)的應(yīng)用已有近60年的歷史，而且成熟可靠，擁有廣泛的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)庫，但在商業(yè)核技術(shù)中卻從未使用過。另外值得注意的是，eVinci還將使用TRISO形式的高濃度低富集度鈾(HALEU)，將進(jìn)一步提高反應(yīng)堆的安全性和效率。
西屋電氣公司最近在其Pennsylvania州Waltz Mill的工廠成功制造出12英尺(約3.7米)長(zhǎng)的熱管(作為先進(jìn)反應(yīng)堆示范計(jì)劃下900萬美元聯(lián)邦成本分?jǐn)傢?xiàng)目的一部分)，這是迄今為止建造的最大的熱管之一。
2023年6月，西屋電氣將eVinci Technologies作為一個(gè)獨(dú)立的業(yè)務(wù)部門。2023年10月，西屋公司在Pittsburgh市中心附近啟動(dòng)了一個(gè)新的設(shè)計(jì)和制造設(shè)施，該設(shè)施將覆蓋eVinci的工程和許可業(yè)務(wù)、測(cè)試、原型試驗(yàn)、業(yè)務(wù)開發(fā)和銷售。該設(shè)施的建設(shè)預(yù)計(jì)將于2024年初結(jié)束。
同樣在2023年10月，美國能源部(DOE)透露，eVinci將成為首批微堆的一部分，通過美國Idaho國家實(shí)驗(yàn)室(INL)微堆實(shí)驗(yàn)示范(DOME)臺(tái)架的前端工程和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(FEEED)流程進(jìn)一步完善其設(shè)計(jì)。DOE表示，最早將于2026年開始在DOME進(jìn)行試驗(yàn)。
eVinci Technologies并表示，在DOME進(jìn)行的eVinci核試驗(yàn)反應(yīng)堆(NTR)將“大約是我們計(jì)劃許可和部署的商用eVinci的五分之一規(guī)模版本”。西屋電氣在DOME進(jìn)行NTR試驗(yàn)的原因是，該公司正在擴(kuò)大對(duì)該系統(tǒng)已進(jìn)行的一些實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的規(guī)模。最終，我們需要證明擴(kuò)展和我們對(duì)堆芯性能的理解，這將是eVinci商業(yè)系統(tǒng)許可的一個(gè)關(guān)鍵方面。
一旦西屋電氣完成NTR，它計(jì)劃擴(kuò)大其制造商業(yè)系統(tǒng)所需更長(zhǎng)熱管的能力。
另外一個(gè)關(guān)鍵步驟將是為eVinci取證。在美國，西屋電氣已經(jīng)向美國核管會(huì)(NRC)提交了31份技術(shù)白皮書，詳細(xì)說明了eVinci反應(yīng)堆的安全方面，并提交了三份專題報(bào)告，以考慮根據(jù)美國聯(lián)邦法規(guī)第10編第52部分(10 CFR 52)提交許可證申請(qǐng)。
在加拿大，西屋電氣啟動(dòng)了供應(yīng)商設(shè)計(jì)審查(VDR)程序，并于2023年6月向加拿大核安全委員會(huì)(CNSC)提交了首批文件。此次SRC告訴媒體，它將負(fù)責(zé)Saskatchewan省首次部署的許可程序，它指出，“必須遵守CNSC的規(guī)定，CNSC為加拿大的反應(yīng)堆和反應(yīng)堆運(yùn)營商做出許可決定。”。
西屋電氣還與NRC和CNSC兩家監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作，協(xié)調(diào)對(duì)未來“幾個(gè)關(guān)鍵主題”聯(lián)合審查的評(píng)估。這些文件尚未提交，但近期將提交第一批以進(jìn)行聯(lián)合審查。
