国际小堆的发展政策与开发现状

李海钰 毛启文

中电投电力工程有限公司

国际小堆的发展政策与开发现状

李海钰 毛启文

中电投电力工程有限公司

小型模块化压水堆逐渐成为核能发展的新热点。本文对国际典型小堆发展政策与开发现状进行了追踪分析，以期能为小堆更好发展提供一些参考。

小堆；模块化；发展政策；开发现状

引言：

近年来，随着公众环保意识的增强，火电发展受到进一步约束。但新能源发电的规模及能源密度仍受到很多专家的质疑，核能仍是不可忽视的一个未来供能途径。小型堆以其布置灵活、用途广泛、投资较低等特点越来越多的进入人们的视野，并逐步成为核能发展的一个新热点。下面我们对国际小堆的发展政策及开发现状进行一下简单的追踪分析。

1、国际小堆的发展形势

国际原子能机构(IAEA)将机组发电功率小于300MWe的核反应堆机组定义为小型核反应堆(简称小堆)。IAEA认为小堆在安全性、经济性、核不扩散能力以及应用性等方面，具有较大优势。因此IAEA鼓励世界各国发展和利用安全、可靠、经济上可行的中小型反应堆并乐观地认为，面对国际上对核能的需求趋向多样化，小堆在设计上的革新和理念上的先进将为小堆在全球能源市场打开一片广阔天地。

2、美国小堆的发展政策及开发现状

美国政府承诺核电在未来能源中仍将占有一定的地位。其能源部计划总共投资4.5亿美元，用于资助其国内的两个进小堆开发并计划申请设计许可证的公司。美国由于科研机构较多，核能技术发展也呈现多样化的趋势。

GmP： Generation mPower LLC(简称“GmP公司”)正在进行一种小型模块化堆的开发，电功率180MWe，命名为mPower小堆。该公司也是美国第一个获得美国能源部专项资金资助的小堆公司。该公司已完成了这种堆型的概念设计。

NuScale[4]：NuScale Power， LLC开发的小型反应堆也命名为NuScale，单模块电功率45MWe的堆型，全面采用非能动的换能设计理念，堆芯应急冷却无需外部用水，全厂无需设置应急电源或柴油发电机。

WestingHouse(西屋)：美国西屋公司一种W-SMR小堆的设计，电功率225MWe，在传统成熟的堆芯设计基础上引入了一体化理念，其堆内上升伞管及上升直管依靠自然循环和强制循环共同作用促进冷却剂的流动。正常运行情况下反应性控制无需调硼。

3、俄罗斯小堆的发展政策及开发现状

俄罗斯总理梅德韦杰夫表示核技术已经与生活中的方方面面联系在一起：“经济、电力工业、太空探索、航空航天、医药、农业、复合材料与信息产品”，成为俄罗斯的主导技术之一。2012年7月18日，俄罗斯国家原子能公司签订了一份谅解备忘录，决定由两家企业联合成立一个工作组，通过该工作组专门研究双方在核电领域的合作。

OKBM公司主要针对一体化船用堆，已经成功研发了40MWe电功率的KLT-40s反应堆，该反应堆是一个浮动式轻水堆。AKME是俄罗斯国家原子能公司旗下技术公司，其推出了一种快中子反应堆SVBR-100，电功率100MWe，采用铅-铋合金作为冷却剂，蒸气发生器在堆芯全部处于铅-铋池内，具有固有安全性。堆芯换料周期为7-8年。

4、韩国小堆发展政策及开发现状

虽然韩国核电工业起步较晚，但是发展势头迅猛。“大力推进核电出口”是韩国前总统李明博执政期间的政府目标之一。韩国目前有23台核电机组运行，占总发电量的40%，有20多家企业参与核电开发。朴槿惠就职后，继续推动核电发展，计划在未来在国内新建11座反应堆。韩国原子能研究院(KAERI)研发的100MWe电功率SMART堆型，已经于2012年7月获得韩国核安全与安保委员会颁发的设计许可。该反应堆热功率达到330Mwt，主要用于海水淡化。换料周期3年。韩国目前正计划在印度尼西亚建设一座SMART反应堆。

5、日本核电政策以及小堆政策

日本在福岛核电站事故之后，国内民众反核强烈，使得日本近几年在核电建设方面没有进展，日本原子能规制委员会近日公布针对日本国内核电站的安全目标，计划将核电站出现大量放射物泄露的特大核事故的发生几率控制在“百万年一遇”的水平。日本原子能研究所(JAERI)未停止在核电领域的研究开发，JAERI正在开发MRX堆，这是一种一体化压水堆，拥有30MWe电功率。并将探索发展微小堆(VSR)。JAERI在已有高温试验堆(HTTR)的基础上，还在开发300MWe电功率的高温气冷堆GTHTR，它使用改进的HTTR燃料元件，由四个模块组成。

6、法国总体核电政策、小堆政策

法国正处于“能源过渡”重要时期，其总体能源趋势为在不否定以核能为中心的前提下，逐步减少核能比例，同时加强新能源开发。法国原子能委员会在2009年更名为原子能与替代能源委员会，这标志这法国核电政策的转变。法国国有船舶制造企业(DCNS)于2011年1月20日公布了Flexblue小堆概念。EDF和阿海珐将与DCNS三家企业和法国原子能委员会启动了下一阶段设计工作。阿海珐为Flexblue概念提供300MWe左右的适用设计。

7、阿根廷总体核电政策、小堆政策

阿根廷政府为国内核反应堆堆提供3.5亿美元的政府资助，用于延长阿图查1号反应堆运营寿命。阿根廷国家原子能委员会(CNEA)和INVAP公司开发的CAREM小型核电反应堆是25MWe模块化压水堆，计划将在Formosa建设首台示范堆。目前已经进入设计评审阶段。

8、印度总体核电政策、小堆政策

印度拥有蓬勃发展的核电计划，印度计划到2020年达到14600MWe的核电能力。目前煤炭为印度提供了半数以上的电力，但印度矿物燃料短缺，这也将推动政府对核电的投资。目前印度计划在2016年底新建包括3#、4#Kakrapar重水堆与7#、8#Rajasthan重水堆等7台机组，届时将提升印度5300MWe的机组容量。印度核电公司(NPCIL)：在掌握大型堆的基础之上，NPCIL目前已经建成有150MWe的沸水堆，在未来将开发200MWe的重水堆Tarapur。

9、结语

鉴于核能源的特殊性，尤其是福岛事故之后民众的对核安全的关注点又一次聚集，这使得核电发展的要求也进一步被提高。从上边的追踪可以看出，很多国家都投入了大量经费进行新型四代堆的研发[1]。而革新型四代堆的开发有可能在初期的科研投入高成本之后立即迎来科技成熟后的成本空降，从而实现收益与环何等的双赢。

[1] 刘志铭，丁亮波.世界小型核电反应堆现状及发展概况[J].国际电力，2005，(6).

[2] 曲静原，张琳，等.小型堆研发及核应急准备进展[J].科技导报，2013，(31).

[3] 周平原.全球小型模块式反应堆(SMR)最近进展[R].北京：中电投集团，2012.

李海钰(1983-)，男，陕西，工程师，硕士，主要从事堆芯核设计及燃料管理工作。