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国外核新闻2023.6核电厂核反应堆美韩企业开展小堆合作【本刊2023年6月综合报道】近期，霍尔台克国际公司（Holtec International）、泰拉能源公司（TerraPower）和超安全核公司（USNC）等美国模块化小堆技术开发商分别与韩国企业签署合作协议，准备共同推进小堆商业化及其全球部署。霍尔台克霍尔台克5月2日宣布，其和韩国现代工程建设公司（HDEC）已分别与韩国贸易保险公司（K-SURE）和韩国进出口银行（KEXIM）签署合作协议，未来的模块化小型压水堆SMR-160建设项目将获得这两家韩国金融机构的融资支持。2022年10月霍尔台克与现代工程建设公司签署合作协议，将加快完成SMR-160电厂配套设施的设计。两家企业曾于2021年11月签署协议，将合作完成SMR-160标准化设计并在全球推进SMR-160建设。根据协议，现代工程建设公司负责电厂配套设施的详细设计和完整电厂建设规范的编制；霍尔台克是电厂总体架构工程师，并通过其位于美国的设备制造厂和国际供应链企业提供主要设备，例如三菱电机公司（Mitsubishi Electric）提供仪控系统，法马通公司（Framatome）提供核燃料。SMR-160是一种热功率52.5万千瓦、电功率16万千瓦的小型一体化反应堆，使用低浓铀燃料，能够在不借助外部能源和人为操作以及不补水的情况下实现安全停堆，并无限期保持安全停堆状态。SMR-160已于2020年8月通过加拿大核安全委员会（CNSC）供应商反应堆设计预评审（共分三个阶段）第一阶段评审。霍尔台克正在与美国核管会（NRC）进行许可证申请提交前的沟通，目标是2025年获得建设许可证。泰拉能源泰拉能源 4 月 25 日宣布与韩国 SK 集团（SK Group）和韩国水电核电公司（KHNP）签署合作协议，未来将在Natrium反应堆-储能系统的示范和商业化方面开展合作。在泰拉能源 2022 年秋季完成的一轮总额8.3亿美元的融资中，SK集团投资2.5亿美元，成为泰拉能源大股东之一。Natrium拥有两个功能模块，即一个34.5万千瓦小型钠冷快堆发电模块和一个熔盐储能模块，其输出功率能够根据市场需求调整。由于配备了创新的熔盐储能模块，必要时可将Natrium输出功率提升至50万千瓦，并持续5.5小时。因此，Natrium适于调峰运行，可与拥有大量可再生能源的电网实现无缝整合，帮助实现削峰填谷。美国太平洋电力公司（PacifiCorp）已决定在2033年前建设三座Natrium电厂。首座位于怀俄明州凯默勒（Kemmerer）一座即将关闭的燃煤电厂附近，是全球正在推进的唯一“煤改核”项目，已获得美国能源部“先进反应堆示范计划”资助。超安全核公司美国超安全核公司与韩国现代工程公司（Hyundai Engineering）和 SK 生 态 电 厂 公 司（SK ecoplant）4月20日签署谅解备忘录，将在首尔建设一座被称为“微型制氢枢纽”的制氢设施。该设施将把模块化微堆MMR技术与固体氧化物电解槽（SOEC）技术结合在一起，利用MMR产生的电力和高温蒸汽进行高温电解制氢。根据协议，三方将在未来五年内合作开展MMR-SOEC制氢设施的研发工作。超安全核（接上页）7国外核新闻2023.6核电厂核反应堆美首座聚变示范电厂或将于2028年投运公司将负责MMR设计、制造和供应。现代工程将负责MMR配套设施和整个项目设计、采购和建设工作。SK生态电厂将负责制氢系统研制。SK生态电厂近期已在位于韩国庆尚北道古米（Gumi）的一座130千瓦级SOEC设施中成功示范了电解制氢。MMR是美国超安全核公司正在研发的一种热功率1.5万千瓦、电功率5000千瓦的微型高温气冷堆，可连续运行20年不用换料；堆芯具有低功率密度和高热容量等特点。超安全核公司正致力于在加拿大乔克河和美国伊利诺伊大学香槟分校建设MMR。此外，美国纽斯凯尔电力公司（NuScalePower）近 期 与 韩 国 斗 山 恒 能 公 司（DoosanEnerbility）和韩国进出口银行签署合作支持小堆建设的协议（详见本刊本期文章 美纽斯凯尔小堆能够提供高温蒸汽）。（信息来源：美国霍尔台克国际公司和世界核新闻网站）（中核战略规划研究总院伍浩松张焰）【本刊2023年6月综合报道】美国Helion能源公司（Helion Energy）2023年5月10日宣布与微软公司签署供电协议。根据该协议，Helion能源公司的首座聚变示范电厂将于2028年以5万千瓦或更大电功率对外供电。届时，该电厂将成为全球首座并网发电的聚变电厂。Helion能源公司正在开展以氘和氦-3为燃料的“反场构形”等离子体对撞聚变技术研发，其发电过程共分为五步：一是在整体呈圆柱形的装置两端分别将氘和氦-3加热到极高温度，形成等离子体，并在磁场作用下保持“反场构形”；二是在磁场驱动下，等离子体从两端以每小时160万千米的速度向中央移动，并在中央位置发生猛烈碰撞；三是在碰撞发生时，使用强大磁场进一步压缩等离子体，直至达到引发聚变反应所需的高温；四是氘和氦-3发生聚变反应，释放大量聚变能，使等离子体在磁场约束下沿着轴向膨胀；五是沿轴向设置的磁流体发电机利用霍尔效应，将等离子体动能转化为电能，同时完成反应产物的冷却和两端排出，然后开始下一轮循环。相对于其他聚变技术，Helion能源公司的技术有三点优势：一是使用“反场构形”等离子体对撞触发聚变反应，有助于克服最严峻的物理学挑战，并能够根据需求调整输出功率；二是可以直接生产电力，无需使用传热介质及相关能源转换设备，有利于提高能量利用效率；三是氘和氦-3聚变反应产物中无中子，放射性小，反应过程易于控制。这三个优势均有助于实现聚变电厂小型化，并降低发电成本。该公司的目标是建成发电成本为每千瓦时1美分的聚变电厂。Helion能源公司迄今已筹集6亿美元资金，建成了六台原型聚变发生器，其第六台发生器“特伦塔”2021年6月实现超过1亿的等离子体温度，该公司因此成为全球首家实现这一里程碑的私营企业。第七台发生器“北极星”已于2021年7月在华盛顿州埃弗雷特正式启动建设，将于2024年实现聚变反应的净能量输出，并示范利用氘氘聚变反应生产氦-3的能力。（信息来源：美国Helion能源公司网站）（中核战略规划研究总院伍浩松孟雨晨）（转下页）8