NuScale小堆蒸汽热增强系统助力化工厂脱碳

Oak Ridge美国国家实验室和NuScale开展的一项为期两年的研究，考察了将NuScale功率模块与美国一家化工厂耦合以提供核能蒸汽和电力的性能与盈利能力——结果显示，将NuScale的核技术与蒸汽热增强系统相结合既有利可图又可靠。

这项研究由美国能源部核能加速创新门户（GAIN）计划资助，组建了一个由NuScale和Oak Ridge美国国家实验室（ORNL）工程师组成的联合工程团队，利用实际化工厂条件和历史数据，对核能与天然气在多种蒸汽和电力配置下作为能源进行了技术经济评估。该研究是对2020年一项早期研究的延续，当时ORNL评估了使用先进小堆（包括NuScale的50 MWe反应堆设计）为Eastman化工厂供能的可行性。

新研究聚焦于NuScale升级后的77 MWe设计——该设计已于2025年5月获得美国监管机构批准——引入了高温高压蒸汽热增强系统，修订了资本成本，设定了10天的换料停运时间，减少了电站人员配置，提高了能力因子，并采用了厂址边界应急规划区方法。

与2020年报告相比，升级后的NuScale功率模块设计以及新分析中纳入的蒸汽热增强能力产生了“显著更积极的结果”，具体发现“配备蒸汽热增强系统的NuScale能够满足大型化工厂的工业蒸汽和电力需求，并以可靠、经济高效且灵活的方式提供备用容量”。

建模结果显示，由12个模块组成的可扩展NuScale电站提供了盈利性、可用性和灵活性最佳的配置，尽管至少需要4个模块（结合锅炉）即可满足化工厂的所有需求。

研究表明，NuScale一体化能源系统能够满足化工厂每小时130万公斤、400°C、4.1 MPa的工艺蒸汽需求，同时提供73 MW的电力。产生的多余电力可输送至电网以增加盈利。

“作为首个也是唯一一个获得美国核管会设计认证的小堆，NuScale持续引领开发提供工艺热和电力的新技术，”NuScale联合创始人兼首席技术官José Reyes表示。“正如我们在本次评估结果中所见，利用NuScale的可扩展架构输送高温蒸汽为工业用户提供了无与伦比的灵活性，可以集成到他们的工艺中，并为他们探索了一条充满前景的新路径。”

NuScale功率模块是一种压水堆，所有蒸汽发生和热交换组件均集成于一个77 MWe的单一单元中，使用标准轻水堆燃料。一个12模块的电站可产生高达924 MWe的电力。

技术报告《评估NuScale小堆蒸汽热增强用于化工厂脱碳》可从美国能源部科学技术信息办公室下载。