【前沿】俄羅斯的鉛冷快堆Brest-OD-300
很長時間以來俄羅斯的核能發展在外界看來似乎有點停滯,最近一次上頭條還是因為HBO的新劇把蘇聯切爾諾貝利事故拉出來展開大討論。
很長時間以來俄羅斯的核能發展在外界看來似乎有點停滯,最近一次上頭條還是因為HBO的新劇把蘇聯切爾諾貝利事故拉出來展開大討論。實際上,作為核大國,北極熊的核工業水平依舊是不容小覷的,比如,俄羅斯國家核能公司Rosatom 在去年10月12日聲明,他們計劃在俄羅斯謝維爾斯克市附近(靠近托木斯克)建設Brest-OD-300示范鉛冷快中子反應堆,2026年左右完成。
這可是個大新聞,這意味著我們在2030年左右會開始逐步進入到四代核能時代。
我們看一下這個Brest - OD-300堆。
官方介紹Brest-OD-300是一個示范鉛冷快中子反應堆裝置,具有現場核燃料循環,是實驗性示范電力綜合體(ODEC)的一部分,該電力綜合體屬于Proryv項目,用于開發閉式燃料循環技術。2017年俄聯邦政府撥付了11億盧布(1660萬美元)用于這一綜合核裝置體系的研發。該綜合體包含用于生產致密鈾 - 钚(氮化物)燃料的制造和再制造模塊,以及燃料回收模塊。作為綜合體的重要組成部分,由于需要對反應堆關鍵結構元件進行額外測試,Brest-OD-300反應堆的開工日期已推遲數次。
通過第四代核能論壇俄方給出的PPT,看一下Brest-OD-300的關鍵參數和特征:

記得有一位教授抱怨過現在電廠,無論何種燃料介質,其熱能轉化效率都很低,是不是需要一個天才出世來解決這個問題。從Brest-OD-300的參數來看,能量轉化效率達到了42%,比AP1000的30.23%高出了10多個點,這一點是振奮人心的。當然鉛冷技術還有其他更為關鍵的技術突破,比如燃料增殖,閉式循環,等等,感興趣的朋友可以移步專欄文章:tom zhang:【前沿---第四代反應堆之歐洲鉛冷快中子堆介紹】
俄羅斯計劃到2030年建造11座新核電反應堆(不包括5座正在建設中) - 包括兩座BN-1200鈉冷快中子反應堆。BN-1200裝置將在Beloyarsk和South Urals核電站建造。看來在三代核能上面相對沉寂的老毛子是決心梭哈四代技術(Generation IV)找回屬于自己作為核大國的尊嚴。扯遠一點,相比一場鈉火毀了“文殊”堆和日本的核能大國夢,其實俄羅斯在Generation IV上一直是有自己很明晰的里程碑方案。

這個路線圖里, BN-350遇到了不小的麻煩,主要是蒸汽發生器容易發生小的泄漏可能導致鈉水相遇。這里不細說。BN-600相對穩定的控制了鈉泄露問題,但是經濟性大大受損。于是老毛子在BN-600基礎上繼續開建BN-800,可以說俄羅斯在鈉冷快堆上相較于其他國家,是有優勢的。
回到鉛冷,去年九月MIT的跨學科研究系列報告《在碳約束世界里核能的未來》把鉛冷快堆和熔鹽堆系統看成“不太成熟”的反應堆概念,認為“遵照傳統的核發展方式,預計2050年之前不會實現商業化”。但利用創新范式,“可以加速”,“商業部署的時間段可提前到本世紀30年代中-后期”。
但是Rosatom的佩爾舒科夫堅稱,Brest-OD-300主要的技術問題現已得到解決。燃料再循環模塊投產推遲到2028年,歸因于暫時短缺俄羅斯核電廠用過的核燃料。換句話說,乏燃料不夠。額,老毛子似乎一直都不鳥山姆哥。同時,據Proryv的尤金·阿達莫夫(Evgeny Adamov)說,生產鈾-钚氮化物混合燃料的制造車間年產量將達到14噸。在Brest-300反應堆啟動之前,這種致密的燃料還將用于其它快堆,比如BN系列的實驗堆示范堆等。同時,如果Brest-OD-300進展順利,BREST-OD-1200也會跟進建設。而Brest-OD-300的成功開工則很大程度上又源于2013年底成功測試鈉冷快堆BN-600中的氮化物燃料。
不得不說,在Generation IV上,俄羅斯人的棋下得很大。
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