欧洲四机构联合开发铅冷SMR
摘要
四家欧洲核技术机构成立EAGLES联盟,共同开发铅冷小型模块化反应堆(SMR)EAGLES-300,目标是在2035年和2039年前分别完成示范堆和商业化堆。联盟充分利用成员在铅冷快堆技术上的30余年经验,并结合多个欧洲国家的设施与资源,推动核能创新。项目涉及多个国际合作和测试设施建设,旨在巩固欧洲在下一代核能领域的领导地位。

四家欧洲核技术机构联合成立了EAGLES联盟,旨在开发和商业化下一代铅冷小型模块化反应堆(SMR)EAGLES-300。该联盟包括比利时的SCK-CEN核研究中心、意大利国家新技术、能源与可持续经济发展署(ENEA)、意大利公司Ansaldo Nucleare以及罗马尼亚原子能技术公司RATEN(Regia Autonoma Tehnologii pentru Energia Nucleara)。
该协议加强了联盟成员之间的合作,聚焦于第四代铅冷快堆(LFR)技术,目标是在2035年前交付首个示范堆,并在2039年前开发出EAGLES-300 SMR。
签约仪式在欧洲能源理事会会议期间举行,比利时能源部长Mathieu Bihet、意大利环境与能源安全部长Gilberto Pichetto Fratin、意大利驻卢森堡大使Carmine Robustelli、罗马尼亚能源部国务秘书Cristian Bușoi以及罗马尼亚驻卢森堡大使Alexandrina-Livia Rusu出席了活动。
EAGLES-300的主要特点包括:
联盟将利用两个关键试验设施:
Ansaldo Nucleare首席执行官Daniela Gentile表示:“这一联盟汇集了各方的丰富专业知识、先进试验设施和互补能力。通过在欧洲项目的框架内合作,我们正在为将创新转化为市场的可行解决方案创造条件。EAGLES-300是一个鲜明的例子,展示了协调的工业和研究努力如何塑造核技术的未来,目标是到2039年交付一个完全商业化的LFR,巩固欧洲在下一代核能领域的领导地位。”
ENEA总干事Giorgio Graditi表示,该联盟利用了各成员30多年来在铅冷却技术和工程方面的专业知识,“成为LFR技术的一个引力中心,进一步扩展了该领域的战略和科学合作。”
RATEN总干事Catalin Marian Ducu认为,联盟将为先进SMR的发展提供强劲动力,并“标志着为部署LFR SMR建立一个稳健且可持续的流程迈出了重要一步”。
SCK CEN总干事Peter Baeten表示:“通过联合四家欧洲领先合作伙伴的力量,我们带来了丰富的互补专业知识。对SCK CEN而言,这意味着贡献我们在反应堆设计、预许可和重金属液体技术方面的深厚经验。这是欧洲的技术里程碑,也是比利时的战略进步。”
EAGLES-300是一种铅冷第四代小型模块化反应堆(SMR)。2024年,该设计(当时称为EU-SMR-LFR)被欧洲小型模块化反应堆工业联盟选为两项铅冷快堆提案之一。该联盟是欧盟委员会的一项倡议,旨在促进和加速欧洲首批SMR项目在2030年代初的开发、示范和部署。
LFR在欧洲的发展历程复杂。Ansaldo Nucleare从2006年开始协调Euratom的ELSY(欧洲铅冷系统)项目,目标是开发一种基于闭式燃料循环的工业铅冷快堆的创新预概念设计。ELSY项目完成后(2010年),在欧洲第七框架计划的支持下,Ansaldo成为LEADER项目(铅冷欧洲先进示范堆)的主要组织和协调方。该项目旨在开发一种工业规模铅冷快堆(欧洲LFR-ELFR)的概念设计,以及一种称为ALFRED(先进铅冷快堆欧洲示范堆)的LFR技术缩小版示范堆。
2019年,罗马尼亚公用事业公司Nuclearelectrica与FALCON联盟签署了一份关于ALFRED的合作备忘录,该联盟计划在罗马尼亚建造ALFRED。FALCON成立于2013年,成员包括ENEA和Ansaldo Nucleare,以及罗马尼亚的RATEN-ICN,后来还包括CV-Rez。2017年,联盟成员续签了协议,重申了目标。
一座300 MWt的ALFRED示范堆预计将建在RATEN-ICN位于罗马尼亚Mioveni(靠近Pitesti)的设施中,该设施还设有为罗马尼亚Cernavada核电站提供燃料的燃料制造厂。ALFRED将为一座300-400 MWe的工业示范堆铺路,该示范堆配备非能动安全系统,使用混合氧化物燃料(MOX),运行温度约为550°C。项目总成本估计约为10亿欧元。
Ansaldo Nucleare领导了ALFRED的概念设计,该设计是第七框架Euratom计划的一部分。ENEA负责堆芯设计、技术开发和安全分析。该反应堆通过欧洲可持续核工业倡议(ESNII)开发,后者是欧盟战略能源技术计划的一部分。ESNII成立于2007年,隶属于可持续核能技术平台。
2021年,由Ansaldo Nucleare和罗马尼亚Reinvent Energy组成的联盟获得了一份2000万欧元的合同,负责为开发铅冷反应堆的研究设施ATHENA(先进热工水力核应用实验厂)进行设计、采购、安装和调试。ATHENA计划建在RATEN-ICN的Pitesti研究中心,将包括一座2.21 MWt的池式试验厂,主容器(直径3米,高10米)内装有880吨液态铅。该设施还将容纳用于LFR反应堆技术测试和示范的缩小版组件。
联盟得到了ENEA和意大利工程公司SRS的支持,负责技术部分的概念和执行设计,罗马尼亚的Ispe和Somet负责土木工程和安装设计。该项目包括建造一个电堆模拟器、一个主泵和一个类似于ALFRED系统布置的热交换器。
2022年,比利时政府委托SCK CEN负责确定创新型SMR的任务,并寻找合适的合作伙伴开发铅冷快堆SMR。合作概述了一条循序渐进通过示范阶段推进的路径。这将从一个小型反应堆开始,在比利时SCK CEN的Mol基地于2035-2040年前示范商业SMR-LFR的技术和工程方面。
与此同时,该组织将致力于在Pitești建造ALFRED,重点关注未来商业SMR的技术和经济可行性。这将利用并扩展Ansaldo Nucleare、ENEA和RATEN在FALCON联盟中过去十年的工作成果。
2022年10月,西屋电气和Ansaldo Nucleare签署了一项合作协议,共同开发基于LFR技术的下一代核电站。两家公司将推进一个共同设计,以最大化协同效应,结合设计和测试许可方面的经验,并协调各自的合作伙伴和供应链组织。西屋电气表示,该协议建立在英国、美国、意大利和罗马尼亚正在进行的开发活动基础上,这些地区正在安装十余套最先进的铅基试验设施。
2023年5月,Ansaldo Nucleare和西屋电气表示,他们最近在Wolverhampton(英国)的Ansaldo核电站建造的非能动排热设施中完成了其LFR设计的初步测试。这项工作是在英国政府商业、能源与工业战略部(BEIS)部分资助的高级模块化反应堆(AMR)计划第二阶段合同下进行的。
根据该合同,Ansaldo Nucleare领导了两座试验设施——多功能环路设施(VLF)和非能动排热设施(PHRF)的设计、采购、安装和调试,这些设施将收集支持加速LFR技术开发的实验数据。这将使西屋电气能够测试LFR关键材料、系统和组件的可行性。
目前,所有这些项目都处于概念和设计阶段,仅对非核部件进行测试。迄今为止,唯一运行的液态金属冷却快堆在俄罗斯,使用钠作为冷却剂。俄罗斯还在Seversk建设全球首个铅冷小型模块化反应堆(Brest-OD-300),作为演示现场闭式燃料循环设施的一部分。该反应堆基于数十年的复杂研发,并得到整个俄罗斯核工业的支持,计划于2029年投入运行。EAGLES-300能否在2039年的截止日期前完成尚待观察。
