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印度尼西亞和ThorCon繼續致力於釷基熔鹽堆研究

【導言】印度尼西亞能源部和監管機構在2018年初就啟動了針對ThorCon釷基熔鹽堆規劃路線圖的制定工作,這種浮動式的熔鹽堆對於未來的發展中國家經濟和環境有極大的促進作用,讓我們拭目以待。

印度尼西亞的Bob Effendi幫助ThorCon公司與印度尼西亞公司在2015年達成了共同開發釷基熔鹽堆的合作協議。2015年,印度尼西亞的三家國有企業與一家名為Martingale的美國公司簽署了諒解備忘錄,對Martingale的釷基熔鹽堆(ThorCon)在東南亞國家的可行性進行研究達成協議。

而且Effendi被要求加入印尼的國家經濟與工業委員會能源工作組(KEIN),該委員會直接向總統負責彙報,並幫助制定該國經濟增長長期戰略計劃。據Effendi表示,印尼能源部要求委員會制定相關的核能發展路線圖,並將重點放在經濟可行性上,需要考慮到新(核能)技術,不過路線圖的制定並不意味著具體的計劃已經完成。

ThorCon是美國正在開發的一種液態燃料裂變堆,將在遠東地區建造這種反應堆,建造成功後可駛入印度尼西亞,並計劃在2021年開始反應堆測試。該反應堆可以產生零碳排放電力,而且成本降低於燃煤發電,屆時這種反應堆將改善這些發展中國家的經濟情況和生活方式,可以避免這些國家繼續燃燒可產生二氧化碳的化石燃料。

ThorCon原來是一家造船公司,前身公司一共建造了8艘超級油輪,而且這種油輪是有史以來最大的雙殼油輪,可以運載44萬噸石油,船體的鋼鐵總重為67000噸,建造這樣一艘游輪需要700000工時,而每噸船舶鋼僅需要10多個工時,其中40%的時間花費在船體鋼上,剩下的時間花費在設備配置方面,2002年建造這樣的一艘油輪用時不到12個月,共計花費8900萬美元。

Hellespont Metropolis,一個正在移動的總重50萬噸的龐然大物,造價達8900萬美元。

一個運轉良好的造船廠每噸船體鋼需要耗費約5個工時來完成切割、焊接、塗覆等工作,可通過在碼頭進行分塊施工的方式來提高生產效率,其中子組件是在面板生產線上生產完成的,之後將其組合成為帶有管道、布線、HVAC的完全塗塊層,這些重達600噸的模塊被放置在一個巨大的建築物碼頭上。除了模塊將採用輪船運至廠址之外,ThorCon的生產過程與此完全相同。造船廠和其他的大多數裝配線(如飛機製造)的本質區別在於,造船廠是在生產線上生產相關的模塊,而不是最終產品,其最終產品將在別的地方完成組裝生產,ThorCon的關鍵是模塊而不是最終產品。其模塊建造並不僅僅關乎於生產力,還關乎於質量,需要執行非常嚴格的尺寸控制標準。

ThorCon旨在將造船廠的質量和生產效率在裂變堆上重現,ThorCon堆結構要比船舶更為簡單,重複的部分也更多,其中反應堆使用混凝土填充的鋼板夾心牆建造,這樣就會形成一個堅固、密不透氣、可擴展的建築物。其中1GWe的ThorCon堆需要使用18000噸鋼材來建造核島,這些鋼材全是簡單的平板鋼,若是對這些平板鋼材進行合理的加工處理,每噸需要至少2個工時。

剩下的所有部件將在裝配線上製造完成,在預測試通過後作為建設子模塊運抵安裝現場,,每個反應堆模塊總共需要31個子模塊,運抵現場後,這些子模塊將被放置在合適的位置,其牆體和屋頂將被焊接到一起,可以使用針對此專門開發的自動船體焊接機,之後將混凝土填充牆中。

為了使得該系統良好運轉,我們還需要有更大塊頭的運輸工具,現在的模塊要超出了卡車或者鐵路運輸的尺寸,其中ThorCon的模塊最寬23米,最長40米,還好這些模塊所在的區域水系發達,包括聖勞倫斯河和五大湖區在內(可以通過水路運輸)。

1GWe的ThorCon的反應堆是如此之小,其中心的裂變核島可以置於Hellespont Metropolis中間的兩個艙體中,所需的鋼材僅為其原艙體1/4,所需要的鋼材基本等同於一個中等規模的Suezmax油輪。Suezmax油輪運動速度可達15節,可抵禦颶風,而且可在一天的時間中完成貨物的卸載,一個運作良好的造船廠建造一艘Suezmax油輪的成本為6000萬美元。一家大型造船廠每年可以生產100艘這樣的船,也就是說,每年生產100多個GWe級別的ThorCon反應堆也是可實現的。

因此,而就資源需求而言,1GWe的ThorCon並不是什麼大不了的事情。

開啟我們的新世界

ThorCon技術可以在全球範圍內應用,且每年可以建造100座1GWe的核電站,而從獲得訂單到最終實現發電的平均周期為兩年,全球船廠的鋼鐵生產能力是此要求的4倍之多。在發展中國家,每個GWe級別的核電廠可以產生320億美元的國內生產總值。

當然,發達國家可以做任何他們想做的事情,但發展中國家只能做他們必須做的事情——最大限度的為他們的人民提供能源。ThorCon可以從燃煤電廠那分走1400GW的市場,況且ThorCon還可以為全球供應能源,從而降低燃煤發電每年所產生的80億噸二氧化碳排放量,其削減份額遠超巴黎協議的每年削減的60億噸二氧化碳的目標。

原型堆應該被測試,而不是獲得許可證

ThorCon是基於測試-許可的過程,以下為原型堆的測試計劃:

1. 完成設計、為其他供應商提供規格資料、獲得報價、進行談判、簽署全尺寸原型堆合同、子系統測試。

2. 建造原型堆、進行子系統測試、獲得裂變運行堆的詳細設計和規格。

3. 預裂變測試、確定螺桿液壓系統、操作溫度下反應堆壓力、安全性以及儀錶和更換系統的安全。

4. 將預裂變轉為裂變,開始構建第二個反應堆模塊。

5. 在一年的時間內逐步提高模塊一的功率,直至滿功率,並完成模塊二的建造。

6. 對一個反應堆模塊進行長期性測試,同時也需對其他的模塊開展測試。原型堆的能量可以持平,此時開始接受相關訂單。

原型堆測試計劃

原型堆是一座功率為500MW的ThorCon,待測試完成,我們就可以開始反應堆的部署工作。主要的里程碑是:

1. 第一年年底時,我們將獲得廠址以及其他供應商的報價;

2. 第三年,完成預裂變測試;

3. 在第五年結束時,獲得裂變測試的結果。

而該項目可以在任何一個里程碑處中止。若是原型堆測試成功,則我們每年將增加50個甚至更多的GWe級別的反應堆。

印度尼西亞以及其他亞洲地區的ThorCon反應堆的許可和建造工作

印度尼西亞能源部和監管機構在2018年初就啟動了針對ThorCon規劃路線圖的制定工作,以及預許可證認證程序。

1959年,美國參議員約翰·肯尼迪在聽取橡樹嶺國家實驗室主任阿爾文·溫伯格的關於熔鹽堆的建議。


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