Pokrok ve vývoji rychlého reaktoru chlazeného olovem

V rámci spolupráce na vývoji jaderné elektrárny nové generace založené na technologii rychlého reaktoru chlazeného olovem (LFR) dokončily společnosti Ansaldo Nucleare a Westinghouse první testovací kampaň v zařízení pro pasivní odvod tepla (PHRF) v zařízení Ansaldo ve Wolverhamptonu ve Velké Británii.

Obě společnosti podepsaly v říjnu 2022 dohodu o spolupráci na vývoji technologie LFR. Dohoda umožní oběma společnostem pokročit ve společném návrhu s cílem maximalizovat synergie, kombinovat zkušenosti s návrhem, testováním a licencováním a sladit příslušné organizace dodavatelského řetězce. Partneři uvedli, že dohoda staví na vývojových aktivitách, které již probíhají ve Velké Británii, USA, Itálii a Rumunsku, kde je instalováno více než deset nejmodernějších testovacích zařízení založených na olovu.

Testovací kampaň v reaktoru PHRF společnosti Ansaldo byla provedena na základě smlouvy v rámci fáze 2 programu Advanced Modular Reactor (AMR), částečně financované britským ministerstvem pro obchod, energetiku a průmyslovou strategii, který byl zadán společnosti Westinghouse s Ansaldo Nucleare jako hlavním dodavatelem. V rámci této smlouvy vedla společnost Ansaldo Nucleare návrh, nákup, instalaci a uvedení do provozu dvou nejmodernějších experimentálních zařízení na podporu technologie LFR společnosti Westinghouse – zařízení Versatile Loop Facility a zařízení pro pasivní odvod tepla. Tato testovací zařízení jsou klíčovým aktivem pro sběr experimentálních dat podporujících zrychlený vývoj technologie LFR.

„Tímto milníkem jsme přidali další důležitý prvek do budoucnosti reaktorů IV. generace,“ řekl generální ředitel společnosti Ansaldo Nucleare Riccardo Casale. „Přechod do testovací fáze s využitím těchto rozsáhlých testovacích zařízení jasně demonstruje vyspělost projektu vývoje reaktoru,“ řekl Mark Urso, prozatímní technologický ředitel společnosti Westinghouse. „Náš projekt jde nad rámec projektových a modelovacích aktivit a zahrnuje praktické aktivity, které přispívají ke zlepšení našich praktických znalostí o technologii LFR.“

Co je LFR

Je to flexibilní reaktor pracující na rychlých neutronech, který může používat jako palivo ochuzený uran nebo thoriové palivo a spalovat aktinidy z použitého paliva lehkovodních reaktorů. Chlazení tekutými kovy (olovo nebo eutektická slitina olovo - bizmut, Pb-Bi) se děje za atmosférického tlaku přirozenou konvekcí (alespoň pro odvod rozpadového tepla). Palivo je kov nebo nitrid, s plnou recyklací aktinidů z regionálních nebo centrálních závodů na přepracování. Předpokládá se široká škála velikostí jednotek, od továrně vyráběných „baterií“ s životností 15–20 let pro malé sítě nebo rozvojové země až po modulární bloky o výkonu 300 MW-400 MW a velké jednotlivé elektrárny o výkonu 1 400 MW.

Podle Westinghouse je LFR středně velký, pasivně bezpečný modulární reaktor, který je vyvíjen s cílem snížit vstupní kapitálové náklady a vyrábět flexibilní a nákladově konkurence schopnou elektřinu. LFR dosahuje nové úrovně cenové dostupnosti energie přijetím inovativních konstrukčních prvků pro zjednodušení a zhutnění zařízení, zatímco vylepšená modularita výstavby zkracuje harmonogram výstavby.

Vysokoteplotní reaktor

Použití olova jako chladiva s teplotou varu vyšší než 1 700 °C umožňuje provoz při vysokých teplotách při atmosférickém tlaku bez obav z varu chladicí kapaliny. To zvyšuje termodynamickou účinnost, snižuje kapitálové náklady a usnadňuje dosažení přirozené bezpečnosti ve srovnání s tlakovými systémy. LFR má schopnost jít nad rámec výroby elektřiny pro základní zatížení využitím systému skladování tepelné energie pro vyrovnávání zatížení. Díky svým vysokoteplotním schopnostem je schopen řešit širokou škálu aplikací, jako je např. kombinovaná výroba tepla a elektřiny, nebo odsolování vody a dalších aplikací závislých na požadavcích trhu.

Zdroj: Westinghouse, Ansaldo pokrok ve vývoji LFR: New Nuclear - World Nuclear News (world-nuclear-news.org)