小型堆发展概论

  自上世纪50年代以来，随着核能发电的发展，反应堆的机组规模从 60 MWe 增长到 1600 MWe 以上，并产生了相应的规模经济效益。与此同时，已经建造了数百个小型动力反应堆供海军使用（高达 190 MW 热反应堆）；且作为中子源，小型动力装置在工程方面形成了丰富的专业知识。

  国际原子能机构 (IAEA) 将“小型”的标准定义为 300 MWe 以下，而将“中型”定义为最高 700 MWe 左右——包括20 世纪的许多运行堆。IAEA 将它们统称为中小型反应堆（SMRs，small and medium reactors）。然而，“SMR”通常是“小型模块化反应堆”（small modular reactor）的首字母缩写，该反应堆设计可用于串联建造，并共同组成一座大型核电站。建议将超小型反应堆的子类别——vSMRs——用于15兆瓦以下的机组，尤其是偏远社区。

  小型模块化反应堆 (SMRs)通常定义为等于或小于 300 MWe 的核反应堆，采用模块化技术设计，使用模块工厂制造，追求批量生产的经济性和较短的建造时间。这一定义来自世界核能协会（NEI），它是基于 IAEA 和美国核能研究所的定义。下面提到或列出的有一些已经运行的小型反应堆不符合这一定义，但所述的大部分反应堆还确实符合这一定义。

  压水堆(PWR) 类型的SMR可能具有整体蒸汽发生器，在这种情况下，需要更大的反应堆能承受压力的容器，从而限制了从工厂到现场的便携性。因此，许多较大的压水堆，例如英国罗尔斯·罗伊斯的SMR都有外部蒸汽发生器。

  目前研究的关注点在于小型类别中的先进设计，即那些目前正在首次建造或仍在计划中的设计，以及一些大型设计，它们不属于先进核动力反应堆所涉及的主流类别。其中，有些设计实际上还没有真正成型，有些正在运行或者正在建设中。目前正在寻求的四种主要选择堆型: 轻水反应堆（LWR）、快中子反应堆（FNR）、石墨慢化高温反应堆和各种熔盐反应堆（MSR）。第一种的技术风险最低，但第二种(FNR)可以更小、更简单并且在重加燃料前有着较长的操作时间。有些 MSRs 是快谱的。

  如今，开发小型机组的部分原因是由于通过蒸汽循环发电的大型动力反应堆的投资所需成本高，部分原因是由于需要为低于约4 GWe的小型电网提供服务。这些设备能独立建造，也可当作模块建造在一个更大的综合设施中，并根据需要逐步增加容量。由于生产的数量，设想了规模经济。还有一些为偏远地区开发独立小型机组的举措。相比于成本通常可与相关公用事业资本化相当的大型设备，小型设备的投资被视为更易于管理。

  对SMR 感兴趣的另一个原因是，它们能更容易地在“棕地”选址，以取代退役的燃煤电厂，这些电厂的机组很少且非常大——超过90%的机组低于500 MWe，有些低于50 MWe 。在美国，2010-2012年退役的燃煤机组的平均功率为97 MWe，而在2015-2025年退役的燃煤机组的平均功率为145 MWe。

  在西方国家，有大量的私人投资正在推动SMR的发展，包括一些小公司在内。这些新投资者的参与表明，核能研发正在发生深刻转变，从政府主导和资助的核能研发，到由私营部门和具有着强烈创业目标的人主导，通常与社会目标相关联。该目标通常是部署负担得起的清洁能源，而不会排放二氧化碳。

  一般来说，用于发电的现代小型反应堆，尤其是SMR，预计将具有更简单的设计、大量在工厂批量生产的经济性、更短的建设时间和更低的选址成本。大多数还被设计为在出现故障时具有高度被动或固有安全性。还有许多被设计成放置在地面以下，对威胁有很高的抵抗力。美国核学会(American Nuclear Society)召集的一个特别委员会在2010年发布的一份报告数据显示，在马上就要来临的小型反应堆设计中，许多安全措施是必要的，或者至少是谨慎的。这主要是由于与大型机组相比，它们的表面积与体积（以及堆芯热量）之比更高。这在某种程度上预示着许多需要安全的工程，包括大型反应堆的散热，在小型反应堆中是不需要的。由于设想在许多情况下使用小型反应堆取代化石燃料发电厂，因此所需的应急规划区域的设计半径可不超过300米。

  许可对于SMR来说可能是一个挑战，因为设计认证、施工和运行许可成本不一定比大型反应堆低。一些开发商参与了加拿大核安全委员会（CNSC）的预许可供应商设计审查流程，该流程确定了在加拿大许可新设计的基本障碍，并确保存在的解决途径。许可前的审查实质上是一次技术讨论，第1阶段涉及的工作人员需花上约5000小时的时间，考虑到概念设计，费用由开发商来承担。第2阶段是这一阶段的两倍，解决系统级的设计问题。

  世界核能协会（NEI）2015年关于SMR许可证标准化和监管要求协调的报告说明，SMR的巨大潜力取决于许多因素：

  l 由于其体积小和模块化程度高，SMR几乎能完全在可控的工厂环境中建造并逐个模块地安装，来提升了建造质量和效率水平。

  l 它们较小的尺寸和被动的安全特性使它们更适用于电网较小且核电经验较少的国家。

  l 与大型工厂相比，规模、施工效率和被动的安全系统（需要较少的冗余）可以使融资更容易。

  l 功率小且架构紧凑，通常（至少对于核蒸汽供应系统和相关的安全系统）采用被动概念。因此，减少了对主动安全系统和额外泵的依赖，由此减少了事故的交流电源。

  l 紧凑的架构实现了制造的模块化（在工厂内就可以完成），这有助于实施更高的质量标准。

  l 低功率导致放射性源项的减少以及反应堆(更小的反应堆)中放射性存量的降低。

  l 反应堆机组的地基（地下或水下）的潜在位置，可提供更多保护，以免受自然（例如，地震或海啸）或人为（例如飞机撞击）造成的危害。

  l 获得冷却水的要求较低——因此适用于偏远地区和采矿或海水淡化等特定应用。

  2020 年，国际原子能机构出版了其 SMR 书籍《小型模块化反应堆技术发展进展》的最新版，研发人员提供了涵盖了 70 多种设计的具体方案。IAEA 有一个计划，评估具有整体蒸汽发生器的概念性多用途小型轻水反应堆 (MASLWR) 的设计，重点是冷却剂的自然循环，并在2003年美国能源部发布了一份关于此 MASLWR 概念设计的报告。下面的几个整体式 PWR 设计有一些相似之处。

  目前，有一些小型模块化反应堆需要定义为低浓缩铀（LEU）的顶端浓缩燃料——20%U-235。美国核基础设施委员会（NIC）要求部分军用高浓缩铀的浓度降低到仅为19.75%U-235左右，以便提供少量燃料储备，否则这些燃料将很难获得(因为民用浓缩工厂通常不能超过5%)，建议储备20吨高纯度低浓缩铀(HALEU)。NIC表示，否则，许多正在开发的先进反应堆的唯一燃料供应将是外国浓缩铀。“如果美国国内没有现成的高浓缩低浓缩铀供应，就很难对先进反应堆进行研究，这可能会推动美国的创新企业走向海外。”2019年，美国能源部与Centrus Energy签订合同，部署一系列大型离心机，为先进反应堆生产HALEU燃料。美国 Urenco公司已宣布准备从其新墨西哥工厂的专用生产线供应HALEU。

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  据法国RFI报道，非洲内陆国布基纳法索和马里均考虑建造核电站。最近这两国分别向俄罗斯靠拢，寻求技术上的支持。俄罗斯在10月中旬组办了第六届俄罗斯能源周。在此期间，布基纳法索过渡政府与俄罗斯国家原子能公司（Rosatom）签署了一份合作备忘录。另外，俄方核能机构还宣布，与马里也签署了合作协议。建设

  南非StratekGlobal公司计划建设一座高温模块堆（HTMR-100）示范电厂。该反应堆设计源自南非球床模块式反应堆（PBMR）计划。南非PBMR为小型高温堆，使用三层各向同性包覆（TRISO）燃料以及氦冷却剂，可用于供热和发电。该燃料特性使得反应堆具备极高的非能动安全性。南非依托德国的成熟技术，自1993年以

  近日，加拿大萨斯喀彻温省（Saskatchewan）和新不伦瑞克省（NewBrunswick）政府签署谅解备忘录，旨在加强双方在小型堆（SMR）技术开发方面的合作。早在2019年12月，新不伦瑞克省、安大略省（Ontario）和萨斯喀彻温省就签署谅解备忘录，承诺共同努力推进小型堆项目。之后艾伯塔省（Alberta）在2021年也

  日前，俄罗斯国家原子能公司（Rosatom）与远东和北极开发公司（CorporationfortheDevelopmentoftheFarEastandtheArctic）签署一项合作协议，拟在萨哈共和国（即雅库特）建设小型堆（SMR）电厂。该电厂装机容量至少为55MWe，寿期60年。Rosatom称，俄罗斯远东和北极地区偏远，无中央电力供应，但矿藏丰富

  2023年3月17日，美国核管会（NRC）宣布将对NuScale电力公司（NuScalePower）提交的77MWe级小型堆（SMR）标准设计申请资料的大部分内容做审查。剩余审查工作将在该公司提交关键安全问题更多详细文件后启动。2023年1月，NuScale向NRC提交了标准设计审查申请。NRC称，已提交材料中关于蒸汽发生器在特定

  2023年3月23日，美国田纳西河流域管理局（TVA）、美国通用电气日立核能公司（GEH）、加拿大安大略电力公司（OPG）和波兰Synthos绿色能源公司在联合召开的新闻发布会上表示，各方已签署一项关于GEHBWRX-300小型堆（SMR）标准化设计的技术合作协议，预计总投资4亿美元。根据声明，各企业将合作进行BWRX-3

  近日，英国罗尔斯-罗伊斯小型堆公司（Rolls-RoyceSMR，以下简称“罗罗小型堆公司”）签署了多项合作谅解备忘录，探索在芬兰和瑞典部署小型堆的可能，并帮助乌克兰冲突后重建。根据2023年3月20日罗罗小型堆公司与乌克兰国有核电公司Energoatom签署的备忘录，随着乌克兰重建工作的启动，两家公司将共同寻

  日前，加拿大ARC清洁技术公司（ARCCleanTechnologyCanada）与阿尔伯塔省政府下属阿尔伯塔投资公司（InvestAlbertaCorporation）签署谅解备忘录，共同推进ARC-100小型堆（SMR）在该省商业化。此前，加拿大阿尔伯塔省、新不伦瑞克省、安大略省和萨斯喀彻温省达成一致，合作支持小型堆部署。根据最新签署

  近日，加拿大-德国核技术公司DualFluid与加拿大粒子及核物理国立实验室（TRIUMF）签署一份谅解备忘，旨在推进基于DualFluid技术的小型堆（SMR）开发。根据备忘录，双方将专注于材料研究，解决核电机组固有的多项挑战，包括确定满足堆芯高温运行工况的材料，并在探测器开发和堆芯成像方面做合作。Dual

  践行“六大控制七个零”和“充分准备、一丝不苟、万无一失、一次成功”的工程建设全过程精细化管理理念，落实“标准化、集约化、一体化、契约化”基本管理原则。关注工程一线原创，聚焦工程经验反馈，构建知识管理体系，提升工程管理能力，主动优化、持续改善，推进打造中核集团特色现代卓越工程管理标

  日前，英国罗尔斯-罗伊斯小型堆公司（Rolls-RoyceSMR）与波兰国有企业Industria签署意向备忘录，双方将合作在波兰部署小型堆。罗罗小型堆采用压水堆设计，单机容量470MWe，计划于2030年左右在英国部署首堆。波兰正欲大规模开发核能，以实施脱碳计划。2022年，波兰政府确定该国6台机组建设规划的首阶段

  乌兹日报网12月12日消息，据韩联社报道，韩国现代工程公司正考虑与韩国原子能研究院（KAERI）合作在乌兹别克斯坦建造小型核反应堆（SMR）。该公司认为，与传统核电站相比，SMR具有更加好的经济效益。韩国现代工程公司已与韩国原子能研究院签署了出口小型模块化核反应堆的合作备忘录。根据备忘录，韩国原

  近日，三门核电发明专利“一种压水堆核电一回路总含气量测定装置”获美国专利商标局（USPTO）授权。该专利作为三门核电技术专利走出国门的首次成功尝试，经过技术评估、查新论证、国际检索，于2021年8月5日完成《专利合作条约》（PCT）受理，2022年5月26日获准进入美国国家阶段申请，顺利通过美国专利

  【据美国合众国际社和世界核新闻网站2023年11月16日报道】2023年11月16日，美国国务院通报称，旧金山亚太经合组织（APEC）峰会期间，美菲代表在美国副总统哈马斯和菲律宾总统马科斯见证下签署《美菲和平利用核能合作协议》，俗称“123协议”。协议生效后，将促进美菲在清洁能源安全方面的合作，并加强

  《Sciencebusiness》报道称，欧盟委员会正在组建一个工业联盟，以促进小型模块化核反应堆(SMR)的发展，这种反应堆被认为比传统反应堆更安全、造价更低。目前全球还没有商业化的SMR投入运行，几个项目正在规划中。美国公司NuScalePower已与罗马尼亚Nuclearelectrica达成协议，将在一座原燃煤电厂厂址上

  【据世界核新闻网站2023年11月9日报道】来自比利时、意大利、罗马尼亚和美国的五家企业和机构签署谅解备忘录，将在模块化小型铅冷快堆的开发、示范和商业化方面做合作。这五家企业和机构分别是比利时核能研究中心（SCK-CEN），意大利新技术、能源与环境局（ENEA），意大利安萨尔多核公司（AnsaldoNuc

  【据美国网站2023年11月10日报道】洛克希德马丁公司（LockheedMartin）近日获得美国空军研究实验室（AFRL）在“在轨核电供应联合新兴技术”（JETSON）项目下授予的一份价值3370万美元的合同，未来将开展核电推进空间飞行器系统模块设计，将其技术成熟度提升至可供进行初步设计审查的程度。JETSON

  11月1日，海南昌江多用途模块式小型堆科技示范工程全范围模拟机完成盘台设备现场安装调试，标志着模块式小型堆科技示范工程模拟机硬件设备已具备可用条件。小堆示范工程模拟机盘台设计制造工作于2022年8月启动。培训处按计划推进盘台提资、设计、制造、集成调试等各项工作，严格管控设备制造质量，期间

  应积极建立小堆标准体系，推动更多示范项目落地，同时持续加强科研投入，灵活推进其产业化发展。在应对气候变化挑战和能源转型趋势下，核能在全球再迎新发展机遇。近年来，小型堆因用途多元、部署灵活等特性备受各核电大国青睐，纷纷加快研发和布局，其中我国小堆研发及应用走在世界前列。但据《中国能

  【据法国BFM电视网2023年11月3日报道】近日，12个欧盟成员国在Contexte网站发布一封联合信，呼吁欧盟委员会成立模块化小堆工业联盟，应鼓励对欧洲中小企业能力的投资和欧洲价值链的发展，以加强欧盟的能源主权和行业竞争力。12个成员国包括：保加利亚、克罗地亚、芬兰、法国、匈牙利、荷兰、波兰、捷克

  【据世界核新闻网站2023年10月30日报道】近日，阿根廷国家原子能委员会（CNEA）与阿根廷核电公司（NASA）签署一项框架协议，前者将为后者的CAREM-25模块化小堆建设项目提供技术上的支持。CAREM-25是阿根廷第一种自主设计和开发的小型压水堆，装机容量为3.2万千瓦，可用于发电或海水淡化，也可用作研究堆。

  我国小型堆研发成果丰硕，已高质量推进多个小型模块堆技术与产业高质量发展，工业耦合方案日益成熟，为小型模块堆发展贡献了“中国智慧”和“中国方案”。来源：中国能源报作者：杨晓冉近日，《中国能源报》记者在国际原子能机构小型模块堆技术发展和应用跨地区研讨会上了解到，由于更安全、更灵活、更多元、

  北极星电力网整理了31个地方的发电量数据，包括火电、水电、核电、风电、光伏。详情如下：1.北京市2023年12月，北京市总发电量54.2亿千瓦时，同比增长-1.6%；其中，火电发电量53.3亿千瓦时，同比增长0.4%；水力发电量0.6亿千瓦时，同比增长-61.5%；风力发电量0.2亿千瓦时，同比增长-32.1%；太阳能发电

  据中核集团纪检监察组、河南省纪委监委消息：中核集团中核陕西铀浓缩有限公司原党委书记、董事长钟宏亮涉嫌严重违纪违法，目前正接受中核集团纪检监察组和河南省南阳市监委纪律审查和监察调查。

  陕西省人民政府网站1月17日消息，省政府1月10日研究，同意范明为中陕核工业集团有限公司总经理人选。以下为原文陕西省人民政府关于范明任职的通知中陕核工业集团有限公司：省政府2024年1月10日研究，同意范明为中陕核工业集团有限公司总经理人选。请按有关法律法规办理。陕西省人民政府2024年1月10日

  北极星电力网获悉，中国核电近日发布2023年四季度投资者沟通情况通报。中国核电表示，公司坚定地看好核能事业的发展，同时积极发展风电、光伏等可再次生产的能源，制定“十四五”乃至更长期的企业高水平质量的发展路径，包括争取更大核电规模与市场占有率、有序推进新机组核准并开工建设；大力拓展核能多用途推广应用

  北极星电力网获悉，中国核建1月16日公告，截至2023年12月，公司累计新签合同1508.72亿元，比上年同期增长8.5%。截至2023年12月，公司累计实现营业收入1097.98亿元，比上年同期增长10.75%。

  1月13日，徐大堡核电1号机组底封头顺利吊装就位，标志着1号机组反应堆厂房建设全面启动，为后续核岛各项施工任务创造了有利条件。CV底封头吊装准备过程中，徐大堡项目部精心组织、统筹调配、整合资源，成立专项攻关小组，从技术、施工、安全、质量等各方面为抓手，层层压责任，步步抓落实，有效发挥党

  中核集团党组深入贯彻落实党的二十大精神，牢牢把握“学思想、强党性、重实践、建新功”总要求，高质量开展学习贯彻习新时代中国特色社会主义思想主题教育，集团总部及22家二级单位、120家三级及以下单位、3200个基层党组织、61000多名党员形成良性耦合，同步在全系统开展团员和青年主题教育。中核

  1月15日下午，中国广核集团有限公司（以下简称“中广核集团”）党委书记、董事长杨长利会见上海电气集团党委书记、董事长吴磊一行，并共同见证双方签署新一轮战略合作。中广核集团党委常委、副总经理郭利民，上海电气集团党委副书记、总裁刘平出席。杨长利对吴磊一行的来访表示欢迎，他表示，中广核集

  在全球碳中和的浪潮中，核能与核电将扮演怎样的角色？对于这一问题，全球各国各有主张，但在前不久举行的《联合国气候平均状态随时间的变化框架公约》第28次缔约方会议（COP28）上，22个国家签署了“到2050年将核能发电能力增长到2020年基准的三倍”的联合宣言，为核电全球发展提振了信心。近期，国际能源署（IEA）、国

  1月11日，国电投核能有限公司与山东省土地发展集团有限公司（以下简称“山东土地集团”）签署战略合作协议，集团公司核能发展总工程师、核能部主任，电投核能党委书记、董事长吴放，山东土地集团党委书记、董事长李波，党委副书记、董事、总经理胡元桥出席活动并见签。电投核能党委委员、副总经理李英