我國目前在建的商業小堆型号是ACP100,這是個軍民融合的産品,功率是100兆瓦,大約是目前大型商運壓水堆的十分之一,2021年7月13日,全球首個陸上商用模塊化小堆“玲龍一号”(ACP100)在海南昌江核電基地正式開工。
相較于大堆,小堆擁有小型化、模塊化、一體化、非能動等先進革新型技術,安全性高、靈活性好、用途更為廣泛,将來願景是發展成一個微型移動發電站。小堆更為“親民”,可以作為分布式電源建在接近工業區和人口密集區的地點,用于市區居民冬季供熱或者工業供熱,可以為偏遠地區的中小型電網供電,可以作為移動電源為海洋資源開發等供電,并可以用于海水淡化。
點堆動力學方程
從上面理論上計算來看:核反應堆幾何尺寸(r)可以做的非常小,甚至可以做成一個點,反應堆可以在任意尺寸上達到臨界狀态,通俗來說,反應堆幾何尺寸的大小不會影響反應堆能否達到臨界。
核反應堆幾何尺寸的大小會影響反應堆的功率,一般來講,幾何尺寸越大的核反應堆,其功率也越大。
從工程上來看,反應堆涉及需考慮核安全、工程可行性等諸多方面的問題。不過總體上,小堆的技術難度低于大堆,安全性也要優于大堆,這也是每個國家都是從小型堆開始的的原因之一。朝鮮甯邊核設施中就有一座5兆瓦的核反應堆。
我國ACP100雖然是小型堆,但幾何仍然較大,作為移動堆僅能在船上建造,還無法建設在汽車上,美國軍方現在在研究微型反應堆。
微型反應堆體積更小,是一種功率不超過15 兆瓦的反應堆,采用模塊化設計, 具有功率小、建設周期短、布置靈活、适應性強、選址成本低等特點,并可以安裝在汽車上。美BWX和X-energy兩家能源公司中标為設計公司,今年将為美國國防部戰略能力辦公室提供設計方案,最終中标者接下來将開始建造原型堆。
蘇聯帕米爾移動核電站設計模型
這種微型反應堆可以給邊防哨所等國防設施供電,且更為靈活,不到一天就能部署一個穩定的供電體系,因此也是未來的發展方向。
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