加拿大Saskatchewan省將為Saskatchewan Research Council(SRC)提供8000萬加元(約4.1億人民幣)，用于在Saskatchewan省進(jìn)行微堆示范，并計(jì)劃從2029年起在該省運(yùn)行西屋電氣設(shè)計(jì)的eVinci微堆。
2022年，西屋電氣與SRC簽署了關(guān)于在Saskatchewan省部署eVinci微堆項(xiàng)目的諒解備忘錄，eVinci微堆是熱管反應(yīng)堆，可產(chǎn)生5 MW電力和 13 MW高溫?zé)崃?，并能以熱電?lián)產(chǎn)模式運(yùn)行。Saskatchewan省政府在2023年11月的公告中表示，從首個微堆的許可和部署中獲得的知識將用于支持該省未來的微堆項(xiàng)目。
SRC是加拿大第二大的研究和技術(shù)機(jī)構(gòu)，是Saskatchewan省政府財(cái)政委員會的官方公司，作為商業(yè)實(shí)驗(yàn)室為Saskatchewan省各行業(yè)提供研發(fā)服務(wù)。該機(jī)構(gòu)2023年11月表示計(jì)劃在2029年之前試點(diǎn)eVinci微堆。但這一時間框架將取決于許可和監(jiān)管要求。Saskatchewan省政府表示，eVinci微堆的選址將“隨著項(xiàng)目的進(jìn)展而確定”。
SRC將作為微堆的持照運(yùn)營商，將利用Saskatchewan省宣布的8000萬加元(約4.1億人民幣)政府資金推動示范項(xiàng)目。這筆資金將用于支付“SRC的許可費(fèi)用和SRC的項(xiàng)目成本”，SRC告訴媒體，“我們將與西屋電氣合作，了解如何在Saskatchewan省應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，其中一部分將是了解未來部署的項(xiàng)目成本。”。
Saskatchewan省省長Scott Moe在宣布撥款時表示，“這個項(xiàng)目有機(jī)會為我們的經(jīng)濟(jì)、工業(yè)和社區(qū)帶來變革。微堆為Saskatchewan省獨(dú)特的能源需求提供了定制的解決方案。”。
西屋電氣2022年與加拿大核安全委員會(CNSC)啟動了eVinci反應(yīng)堆的許可前供應(yīng)商設(shè)計(jì)審查(VDR)。VDR是CNSC提供的一項(xiàng)可選服務(wù)，旨在驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否符合加拿大核監(jiān)管要求和期望。西屋電氣首席執(zhí)行官Patrick Fragman表示，完全可運(yùn)輸?shù)膃Vinci核能電池技術(shù)非常適合Saskatchewan省。他補(bǔ)充道，“它還能提供無碳電力和熱能，不使用水，并能在連續(xù)運(yùn)行八年或更長時間后從廠址完全拆除。”。
主管SRC的部長Jeremy Harrison表示，首個微堆將為今后在Saskatchewan省各地的部署打開大門。他補(bǔ)充道，“這些部署將創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)會和就業(yè)機(jī)會。”。
Saskatchewan省擁有世界上規(guī)模最大、品位最高的鈾礦，但目前沒有任何核能反應(yīng)堆。根據(jù)2022年發(fā)布的一項(xiàng)聯(lián)合戰(zhàn)略規(guī)劃，Saskatchewan省正與Ontario省、New Brunswick省和Alberta省合作部署小型模塊化反應(yīng)堆。Saskatchewan省公用事業(yè)公司SaskPower正努力尋找合適的廠址，以便在2030年代中期部署小型模塊化反應(yīng)堆。
SRC是SLOWPOKE-2的持照所有者和運(yùn)營商，SLOWPOKE-2是一個20千瓦的研究堆，位于Saskatoon的SRC環(huán)境分析實(shí)驗(yàn)室。這座1981年投入使用的研究運(yùn)行了38年，直至 2019 年退役。SLOWPOKE-2為教學(xué)、培訓(xùn)和研究提供了一個強(qiáng)中子源，但SRC建議開發(fā)的eVinci微堆，主要作為柴油發(fā)電機(jī)的替代品。
確保eVinci的首個客戶標(biāo)志著西屋電氣的一大進(jìn)展。西屋電氣長期以來一直致力于研發(fā)工作，包括開發(fā)和測試其熱管和新型慢化劑的組件，而最近則加快了各種eVinci商業(yè)活動的步伐，以便在2027年之前將其投放市場。
eVinci微堆于2017年推出，作為該公司產(chǎn)品組合中的幾項(xiàng)關(guān)鍵先進(jìn)核設(shè)計(jì)之一，根據(jù)宣傳，該微堆采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)，具有多項(xiàng)安全特征，并以簡化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)。當(dāng)時，西屋電氣制定了一個雄心勃勃的六年技術(shù)開發(fā)目標(biāo)，預(yù)計(jì)下一代核能反應(yīng)堆將成為分散式發(fā)電市場不可或缺的一部分。
eVinci的核心是完全非能動熱管冷卻設(shè)計(jì)，將使用三層結(jié)構(gòu)各向同性(TRISO)燃料。其堿金屬熱管技術(shù)依靠堿金屬相變來保證反應(yīng)堆堆芯內(nèi)的溫度均勻性。反應(yīng)堆堆芯圍繞一塊實(shí)心鋼塊建造，具有用于熱管和燃料芯塊的通道，每個燃料芯塊都與幾根熱管相鄰。封閉式熱管陣列從堆芯中帶走熱量，并將熱量轉(zhuǎn)移到空氣中，然后通過開放式布雷頓熱力轉(zhuǎn)換循環(huán)中驅(qū)動渦輪機(jī)。
eVinci微堆除了提供一回路排熱路徑冗余外，熱管消除了對反應(yīng)堆冷卻劑泵、大量冷卻劑和相關(guān)設(shè)備的需求，并實(shí)現(xiàn)了模塊化堆芯設(shè)計(jì)。
雖然熱管技術(shù)并不是新技術(shù)，非能動傳熱裝置在航空航天和其他行業(yè)的應(yīng)用已有近60年的歷史，而且成熟可靠，擁有廣泛的實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)庫，但在商業(yè)核技術(shù)中卻從未使用過。另外值得注意的是，eVinci還將使用TRISO形式的高濃度低富集度鈾(HALEU)，將進(jìn)一步提高反應(yīng)堆的安全性和效率。
西屋電氣公司最近在其Pennsylvania州Waltz Mill的工廠成功制造出12英尺(約3.7米)長的熱管(作為先進(jìn)反應(yīng)堆示范計(jì)劃下900萬美元聯(lián)邦成本分?jǐn)傢?xiàng)目的一部分)，這是迄今為止建造的最大的熱管之一。
2023年6月，西屋電氣將eVinci Technologies作為一個獨(dú)立的業(yè)務(wù)部門。2023年10月，西屋公司在Pittsburgh市中心附近啟動了一個新的設(shè)計(jì)和制造設(shè)施，該設(shè)施將覆蓋eVinci的工程和許可業(yè)務(wù)、測試、原型試驗(yàn)、業(yè)務(wù)開發(fā)和銷售。該設(shè)施的建設(shè)預(yù)計(jì)將于2024年初結(jié)束。
同樣在2023年10月，美國能源部(DOE)透露，eVinci將成為首批微堆的一部分，通過美國Idaho國家實(shí)驗(yàn)室(INL)微堆實(shí)驗(yàn)示范(DOME)臺架的前端工程和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(FEEED)流程進(jìn)一步完善其設(shè)計(jì)。DOE表示，最早將于2026年開始在DOME進(jìn)行試驗(yàn)。
eVinci Technologies并表示，在DOME進(jìn)行的eVinci核試驗(yàn)反應(yīng)堆(NTR)將“大約是我們計(jì)劃許可和部署的商用eVinci的五分之一規(guī)模版本”。西屋電氣在DOME進(jìn)行NTR試驗(yàn)的原因是，該公司正在擴(kuò)大對該系統(tǒng)已進(jìn)行的一些實(shí)驗(yàn)室測試的規(guī)模。最終，我們需要證明擴(kuò)展和我們對堆芯性能的理解，這將是eVinci商業(yè)系統(tǒng)許可的一個關(guān)鍵方面。
一旦西屋電氣完成NTR，它計(jì)劃擴(kuò)大其制造商業(yè)系統(tǒng)所需更長熱管的能力。
另外一個關(guān)鍵步驟將是為eVinci取證。在美國，西屋電氣已經(jīng)向美國核管會(NRC)提交了31份技術(shù)白皮書，詳細(xì)說明了eVinci反應(yīng)堆的安全方面，并提交了三份專題報告，以考慮根據(jù)美國聯(lián)邦法規(guī)第10編第52部分(10 CFR 52)提交許可證申請。
在加拿大，西屋電氣啟動了供應(yīng)商設(shè)計(jì)審查(VDR)程序，并于2023年6月向加拿大核安全委員會(CNSC)提交了首批文件。此次SRC告訴媒體，它將負(fù)責(zé)Saskatchewan省首次部署的許可程序，它指出，“必須遵守CNSC的規(guī)定，CNSC為加拿大的反應(yīng)堆和反應(yīng)堆運(yùn)營商做出許可決定。”。
西屋電氣還與NRC和CNSC兩家監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作，協(xié)調(diào)對未來“幾個關(guān)鍵主題”聯(lián)合審查的評估。這些文件尚未提交，但近期將提交第一批以進(jìn)行聯(lián)合審查。
