加拿大Saskatchewan省將為Saskatchewan Research Council(SRC)提供8000萬(wàn)加元(約4.1億人民幣)，用于在Saskatchewan省進(jìn)行微堆示范，并計劃從2029年起在該省運行西屋電氣設計的eVinci微堆。
2022年，西屋電氣與SRC簽署了關(guān)于在Saskatchewan省部署eVinci微堆項目的諒解備忘錄，eVinci微堆是熱管反應堆，可產(chǎn)生5 MW電力和 13 MW高溫熱量，并能以熱電聯(lián)產(chǎn)模式運行。Saskatchewan省政府在2023年11月的公告中表示，從首個(gè)微堆的許可和部署中獲得的知識將用于支持該省未來(lái)的微堆項目。
SRC是加拿大第二大的研究和技術(shù)機構，是Saskatchewan省政府財政委員會(huì )的官方公司，作為商業(yè)實(shí)驗室為Saskatchewan省各行業(yè)提供研發(fā)服務(wù)。該機構2023年11月表示計劃在2029年之前試點(diǎn)eVinci微堆。但這一時(shí)間框架將取決于許可和監管要求。Saskatchewan省政府表示，eVinci微堆的選址將“隨著(zhù)項目的進(jìn)展而確定”。
SRC將作為微堆的持照運營(yíng)商，將利用Saskatchewan省宣布的8000萬(wàn)加元(約4.1億人民幣)政府資金推動(dòng)示范項目。這筆資金將用于支付“SRC的許可費用和SRC的項目成本”，SRC告訴媒體，“我們將與西屋電氣合作，了解如何在Saskatchewan省應用這項技術(shù)，其中一部分將是了解未來(lái)部署的項目成本。”。
Saskatchewan省省長(cháng)Scott Moe在宣布撥款時(shí)表示，“這個(gè)項目有機會(huì )為我們的經(jīng)濟、工業(yè)和社區帶來(lái)變革。微堆為Saskatchewan省獨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(huì )(CNSC)啟動(dòng)了eVinci反應堆的許可前供應商設計審查(VDR)。VDR是CNSC提供的一項可選服務(wù)，旨在驗證設計是否符合加拿大核監管要求和期望。西屋電氣首席執行官Patrick Fragman表示，完全可運輸的eVinci核能電池技術(shù)非常適合Saskatchewan省。他補充道，“它還能提供無(wú)碳電力和熱能，不使用水，并能在連續運行八年或更長(cháng)時(shí)間后從廠(chǎng)址完全拆除。”。
主管SRC的部長(cháng)Jeremy Harrison表示，首個(gè)微堆將為今后在Saskatchewan省各地的部署打開(kāi)大門(mén)。他補充道，“這些部署將創(chuàng )造經(jīng)濟發(fā)展機會(huì )和就業(yè)機會(huì )。”。
Saskatchewan省擁有世界上規模最大、品位最高的鈾礦，但目前沒(méi)有任何核能反應堆。根據2022年發(fā)布的一項聯(lián)合戰略規劃，Saskatchewan省正與Ontario省、New Brunswick省和Alberta省合作部署小型模塊化反應堆。Saskatchewan省公用事業(yè)公司SaskPower正努力尋找合適的廠(chǎng)址，以便在2030年代中期部署小型模塊化反應堆。
SRC是SLOWPOKE-2的持照所有者和運營(yíng)商，SLOWPOKE-2是一個(gè)20千瓦的研究堆，位于Saskatoon的SRC環(huán)境分析實(shí)驗室。這座1981年投入使用的研究運行了38年，直至 2019 年退役。SLOWPOKE-2為教學(xué)、培訓和研究提供了一個(gè)強中子源，但SRC建議開(kāi)發(fā)的eVinci微堆，主要作為柴油發(fā)電機的替代品。
確保eVinci的首個(gè)客戶(hù)標志著(zhù)西屋電氣的一大進(jìn)展。西屋電氣長(cháng)期以來(lái)一直致力于研發(fā)工作，包括開(kāi)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(dòng)的步伐，以便在2027年之前將其投放市場(chǎng)。
eVinci微堆于2017年推出，作為該公司產(chǎn)品組合中的幾項關(guān)鍵先進(jìn)核設計之一，根據宣傳，該微堆采用創(chuàng )新設計，具有多項安全特征，并以簡(jiǎn)化設計為基礎。當時(shí)，西屋電氣制定了一個(gè)雄心勃勃的六年技術(shù)開(kāi)發(fā)目標，預計下一代核能反應堆將成為分散式發(fā)電市場(chǎng)不可或缺的一部分。
eVinci的核心是完全非能動(dòng)熱管冷卻設計，將使用三層結構各向同性(TRISO)燃料。其堿金屬熱管技術(shù)依靠堿金屬相變來(lái)保證反應堆堆芯內的溫度均勻性。反應堆堆芯圍繞一塊實(shí)心鋼塊建造，具有用于熱管和燃料芯塊的通道，每個(gè)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，并將熱量轉移到空氣中，然后通過(guò)開(kāi)放式布雷頓熱力轉換循環(huán)中驅動(dòng)渦輪機。
eVinci微堆除了提供一回路排熱路徑冗余外，熱管消除了對反應堆冷卻劑泵、大量冷卻劑和相關(guān)設備的需求，并實(shí)現了模塊化堆芯設計。
雖然熱管技術(shù)并不是新技術(shù)，非能動(dòng)傳熱裝置在航空航天和其他行業(yè)的應用已有近60年的歷史，而且成熟可靠，擁有廣泛的實(shí)驗測試數據庫，但在商業(yè)核技術(shù)中卻從未使用過(guò)。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(chǎng)成功制造出12英尺(約3.7米)長(cháng)的熱管(作為先進(jìn)反應堆示范計劃下900萬(wàn)美元聯(lián)邦成本分攤項目的一部分)，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(gè)獨立的業(yè)務(wù)部門(mén)。2023年10月，西屋公司在Pittsburgh市中心附近啟動(dòng)了一個(gè)新的設計和制造設施，該設施將覆蓋eVinci的工程和許可業(yè)務(wù)、測試、原型試驗、業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和銷(xiāo)售。該設施的建設預計將于2024年初結束。
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(guò)美國Idaho國家實(shí)驗室(INL)微堆實(shí)驗示范(DOME)臺架的前端工程和實(shí)驗設計(FEEED)流程進(jìn)一步完善其設計。DOE表示，最早將于2026年開(kāi)始在DOME進(jìn)行試驗。
eVinci Technologies并表示，在DOME進(jìn)行的eVinci核試驗反應堆(NTR)將“大約是我們計劃許可和部署的商用eVinci的五分之一規模版本”。西屋電氣在DOME進(jìn)行NTR試驗的原因是，該公司正在擴大對該系統已進(jìn)行的一些實(shí)驗室測試的規模。最終，我們需要證明擴展和我們對堆芯性能的理解，這將是eVinci商業(yè)系統許可的一個(gè)關(guān)鍵方面。
一旦西屋電氣完成NTR，它計劃擴大其制造商業(yè)系統所需更長(cháng)熱管的能力。
另外一個(gè)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(huì )(NRC)提交了31份技術(shù)白皮書(shū)，詳細說(shuō)明了eVinci反應堆的安全方面，并提交了三份專(zhuān)題報告，以考慮根據美國聯(lián)邦法規第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(dòng)了供應商設計審查(VDR)程序，并于2023年6月向加拿大核安全委員會(huì )(CNSC)提交了首批文件。此次SRC告訴媒體，它將負責Saskatchewan省首次部署的許可程序，它指出，“必須遵守CNSC的規定，CNSC為加拿大的反應堆和反應堆運營(yíng)商做出許可決定。”。
西屋電氣還與NRC和CNSC兩家監管機構合作，協(xié)調對未來(lái)“幾個(gè)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。
