FASTER中心启用
摘要
newcleo在法国启用FASTER中心,开展MOX燃料设备、工艺及人员培训试验,并以意大利PRECURSOR设施验证铅冷快堆技术。尽管公司目标是2032年实现LFR-AS-30首次临界,但新型冷却剂、许可审查、材料腐蚀、供应链与融资压力,可能将进度推迟至21世纪30年代中后期。

法国初创企业newcleo在法国Chusclan(靠近Marcoule nuclear site)启用了其FASTER(燃料工艺、组装、贮存、培训与增强现实)中心。这座耗资1000万欧元(1100万美元)的先进核燃料工程、试验与培训中心,标志着该公司的铀钚混合氧化物(MOX)燃料战略向前迈出一步。
newcleo的重点项目包括一座计划于2032年达到临界的铅冷快堆,以及一座计划于2030年在法国投入运行的MOX燃料生产设施。尽管该公司正在与英国、美国和法国监管机构开展预许可流程,但两个项目目前都仍处于初步设计阶段。然而,这些流程仅属于预申请和初步文件审查,评估的是数学模型和安全理论,而不是实体设备。
LFR-AS-200(铅冷快堆——安瓿形,其中200表示其以兆瓦计的电力输出)使用熔融液态铅作为冷却剂,并采用由回收的历史遗留核废物和剩余材料制成的MOX燃料。该公司已启动在法国Chinon地区为其30 MWe示范反应堆收购土地的程序。newcleo已明确告知监管机构,其30 MWe反应堆与MOX燃料厂是“相互依存的项目”。如果其中一个项目无法取得许可证,另一个项目便无法运行。
自2021年成立以来,newcleo一直积极筹集资金,并签署合作伙伴关系及协作协议。目前,该公司已建立90多个合作伙伴关系,在法国、意大利、英国、瑞士和斯洛伐克的19个地点拥有1000多名员工,其中包括3座制造设施。
在意大利,newcleo正在ENEA的Brasimone Research Centre建设一座先进的研发与鉴定设施。该公司已在那里完成OTHELLO的建设。OTHELLO是一套功率为2 MW的回路式系统,用于鉴定其铅冷快堆技术的关键部件和解决方案。
该厂址还将建设PRECURSOR。这是一套功率为10 MW的铅冷非核试验系统,旨在集成直至汽轮机的全部反应堆子系统,并可代表商业规模运行。该公司计划在2026年末前完成PRECURSOR建设,并于2027年初投入调试。OTHELLO和PRECURSOR完全由newcleo旗下子公司负责设计、采购和建造。
FASTER不开展商业MOX燃料生产。其目的是开发未来设施所需的机械设备和运行程序,从而在不使用核燃料材料的情况下评估机械工艺和设备布置。目前,厂址已有7座试验设施投入运行,涉及MOX燃料生产的关键环节,包括粉末计量优化、手套箱人机工程学、芯块检查和燃料棒组装。该中心为newcleo约100名工程师和专家组成的燃料团队提供支持,并利用newcleo意大利子公司SRS Servizi di Ricerche e Sviluppo以及法国精密称重设备制造商Bonifait Pesage的专业知识。对后者的收购计划于2026年末进行。
FASTER的主要目的,是降低该公司反应堆和MOX燃料开发总体目标所面临的风险;同时,随着该公司寻求进入美国市场,简化其面向美国监管机构的预许可战略。该公司还正与美国核能初创企业Oklo合作开发一座美国燃料制造设施。
尽管newcleo正式维持其法国LFR-AS-30于2032年首次达到临界的目标,但核工程和核安全许可工作的现实表明,这一时间表面临巨大阻力。
newcleo正尝试通过近期重组的法国监管机构国核安全与辐射防护局(ASNR)取得一座第四代液态金属反应堆的许可证。审查一种新型冷却剂(熔融铅)以及现代电网从未大规模采用过的燃料循环(MOX),需要开展多年的安全审查。即使newcleo在2028年前提交建造许可证申请,要在4年内获得批准并完成全部建设似乎也不太可能。
历史表明,任何新设计的首座反应堆都会遭遇供应链瓶颈、专用部件制造缺陷和意外的工程障碍。尽管铅具有优良的安全特性,但其重量极大,并且在高温下对钢材具有很强的腐蚀性。如果未来两年在PRECURSOR试验期间出现结构材料或涂层失效,整个设计阶段都将不得不暂停并重新开展。
为避免新型三代加反应堆曾遭遇的长达十年的延误,例如法国Flamanville 3的EPR或美国Vogtle的AP1000,newcleo提出,与这些反应堆相比,其示范反应堆非常小型,并采用可完全在工厂制造、再通过卡车运输的部件,从而缩短现场施工时间。
此外,液态铅反应堆技术并非新技术。俄罗斯已在潜艇上运行铅铋冷却反应堆数十年,目前还在建造BREST-OD-300铅冷快堆。因此,newcleo正在利用现有热力学数据。
最后,通过在意大利建设非核PRECURSOR设施,newcleo力求在法国受核监管的厂址动工前,解决所有机械、流体动力学和泵故障问题。
然而,尽管newcleo的资金支持和快速试验战略旨在加快进度,但从现实的行业评估来看,将首次达到临界的时间推迟到21世纪30年代中后期更为合理。
俄罗斯国有核工业在20世纪90年代和21世纪初便开始为BREST-OD-300奠定基础,并利用苏联阿尔法级潜艇积累的大量数据。即使“突破”(Proryv)项目于2011年启动后,时间表仍一再推迟。该反应堆最初计划于2020年投运,之后推迟至2026年;由于建造同类首创反应堆面临极为艰巨的研发挑战,其投运日期目前已推迟至2029年。
如果Rosatom这样资金充足、有国家支持,并控制自身钢铁厂、燃料厂和监管机构的庞大组织,也花费近20年才实现70%的建设完成度,那么一家私营初创企业将面临重重障碍。
newcleo面临三大问题,而国营项目通常可以承受或绕过这些问题。
- Rosatom与其监管机构Rostechnadzor基本保持步调一致。相比之下,newcleo必须从头开始向不同的西方监管机构提供信息,包括法国ASNR、美国核管会和英国核监管办公室。由于英国未能提供所需的“实质性支持”,newcleo近期不得不逐步结束其在英国的反应堆开发业务,将重点严格转向法国和美国。
- 国有企业可以承受持续数十年的巨额成本超支,而私营初创企业不能。尽管newcleo已筹集到令人瞩目的5.37亿欧元(6.13亿美元),但建造核反应堆需要数十亿美元。长期且持续多年的监管循环,可能导致投资者的耐心和资金远在2032年前便消耗殆尽。
- Rosatom完全通过国内国有企业制造其独特且巨大的多层金属—混凝土反应堆容器和堆内构件。newcleo则必须通过企业收购拼凑供应链,在欧洲收购专业制造企业,同时应对不同商业市场的现实情况。
私营企业提出的激进时间表,即使能够经受熔融金属冷却技术的物理现实以及缺乏相关技术经验的安全监管机构的考验,也实属幸运。
