急増したブリーダー・リアクター(FBR)は、先進の核燃料サイクル戦略の礎石を形成しています。豊富なウランギ-238をフィジルプルトニウム-239に変えることで、エネルギー資源の有効化を促進し、かつての光水原子炉(LWR)よりも60倍大きいエネルギー資源を有効化しました。この可能性にもかかわらず、FBRの商用展開は、歴史的に高い資本コストと運用の複雑さによって停滞しています。FBRは、FBRの規制や規制当局の実証実験を直接行うだけでなく、FBRの実験を行なっているだけでなく、FBRの実験を実証するだけでなく、FBRの実験や実験的な実験的な実験を行なっている。

先進の高速原子炉の経済ケース

FBRの第一次経済価値は、燃料利用効率にありますが、この長期燃費節約のメリットは、原子炉が競争上価格で構築できない場合に意味がありません。 資本のコストは、原子力発電所の経済を支配します。したがって、歴史的なFBRプロジェクトから4〜6年までの建設スケジュールを削減することは、主要な設計目標です。 これを達成するには、設計哲学の基本的なシフトが必要です。これは、現場で構築された、発電所の規模を削減し、再生可能エネルギー発電量を削減し、次のコストを削減します。

手頃な価格のコアデザイン原則

固有の安全とパッシブシステム

FBRのコストを削減するための最も効果的な戦略の1つは、受動安全機能の広範な使用です。 熱膨張、負の無効反応係数、およびデカイト熱除去のための自然循環などの自然物理的な法律に依存することにより、設計者は、安全グレードポンプ、バルブ、および必要なバックアップディーゼル発電機の数を大幅に削減することができます。 オペレータの行動や外部の電力がはるかに単純なライセンスケースを提示することなく、安全にシャットダウンし、冷却することができる反応器は、および重要な要因として、船舶の輸送を分離するだけでなく、船舶の輸送を削減することができます。

簡易一次熱輸送システム

多くの高度なFBR設計、特にナトリウム冷却高速原子炉(SFR)は、プールタイプの構成を支持します。プールタイプの原子炉では、コア、プライマリポンプ、および中間熱交換器を含む、すべてのプライマリシステムが、液体ナトリウムの大きなプールで水中に沈めます。この構成は、複雑な外部配管ループを排除し、潜在漏れ経路の数と、封入構造の全体的なフットプリントを大幅に削減します。ナトリウムの大きな熱量は、よりコンパクトな構造で、よりコンパクトな構造を実現し、より効率的な作業を容易にします。

高効率エネルギー変換

FBRは、一般的に原子炉出口で500〜550°Cに達する高温で動作します。 これは、熱から電気に変換する40〜45%の熱効率を可能にし、標準LWRの33〜35%と比較して。 高効率は、環境に拒絶される廃棄物熱の量を減らし、より小さい冷却塔、水消費量を減らし、全体的な植物の排出量を削減します。 いくつかの次世代のデザインは、より高温度をターゲットにし、熱用途や効率性を向上させ、効率性を向上させ、効率性を向上させ、より効率的なエネルギーを向上させ、効率性を向上させます。

建設・製造戦略

工場製作とモジュラー組立

遠隔地から管理された工場環境への構造の仕事を移動することは、原子力建設コストを削減するための最も強力なツールの一つです。先進のFBR設計は、原子炉容器、中間熱交換器、蒸気発生装置などの標準化されたモジュールに工場を分割します。それは、工場で並列に構築、検査、およびテストされています。これらのモジュールは、迅速な最終アセンブリのためのサイトに出荷されます。このアプローチは、現場の労働者の数を大幅に削減し、建設のタイムラインを圧縮し、品質管理を改善し、効果的に計画されたリスクを低減することができます。

標準化とレプリケーション

モジュラー構造の経済性は標準化された設計の複製によって実現されます。 同一の原子炉の艦隊を建てることによって、プロジェクト所有者は学習湾の効率性を捕獲し、全体的な供給の鎖を合流し、単位のライセンスコストを削減します。 規制当局によって証明される単一の、よくcharacterized設計は、多くの単位上の初期工学および証明の費用を償却する複数の回配備することができます。 この「コピーの厳密な」戦略は他のハイテク産業で首尾よく加えられ、FBRSEの開発者がFZENの本部を目標に置くためにです。

オペレーション・エクセレンスとライフサイクル・マネジメント

高度な燃料サイクルと高燃費

運用コストは、燃料サイクルの物流と給油の頻度によって大きく影響されます。 FBRは、非常に高い燃焼レベルを達成することができます。 100〜150 GWd / t以上、給油間の長期にわたって動作させることができます。 燃料サイクルの長期化は、不足分の頻度を減らし、年間容量の要因を改善し、燃料の加工と廃棄物管理の1キロワット時のコストを削減します。 燃料の使用は、パイロ燃料と互換性があり、従来の燃料の消費量を削減し、より効率的な再燃費と再燃費が増加する可能性があります。

デジタルツインとオートメーション

現代のFBR設計は、システム全体でセンサーからリアルタイムデータをミラーリングするプラントの高忠実度仮想モデルであるデジタルツインを組み込んでいます。デジタルツインは、予測メンテナンスを可能にし、リアクターコア性能を最適化し、リスクフリーシミュレーション環境でのオペレータのトレーニングを最適化します。高度な計測と制御システムと組み合わせることで、この技術は、定期的なタスクを自動化し、異常なイベント中に意思決定サポートを提供することで、運用クルーの必要なサイズを大幅に削減することができます。 実質的なスタッフのレベルを削減し、原子力使用期間60年以上にわたってプラントの運転コストを削減します。

国際開発風景

ロシア: BN-1200M

ロシアは、BN-600とBN-800ユニットから数十年の経験を持つ、ナトリウム高速原子炉操作のグローバルリーダーです。次世代のBN-1200Mは、VVERの加圧水原子炉と比較して、コストダウン、建設コストのターゲティング、エネルギー発生コストの重点を置いて設計されています。この設計は、受動安全とシステムの簡素化、ロシアの既存のサプライチェーンと運用の専門知識を活用して、経済価格の競争力を達成する重要な改善を組み込んでいます。

インド:PFBRとを超えて

インドの高速原子炉プログラムは、その豊富なスオリウムと限られた天然ウラン資源を効率的に活用する必要があることによって駆動されます。 500 MWe Prototype Fast Breeder Reactor(PFBR)は、グリッド接続の近くにあり、計画された艦隊の大規模で標準化された商用FBRsのベースとして機能します。 インドの戦略は、燃料サイクル施設の共同配置、および原子炉のサイズのグラデーションスケールのコストと産業能力を制御する。

中国: CFR-600

中国は、600 MWeで評価されるプールタイプのナトリウムの速い原子炉のCFR-600を急速に構築しています。この10年間計画されている2つの実証装置を含む構造化された全国のロードマップの下でプログラムを進めています、そして商業スケールの展開に続いています。 重い産業製造業の中国の強さおよび大きいインフラプロジェクトを実行する能力はすぐに建設費用およびスケジュールを制御することの重要な利点を提供します。

アメリカ合衆国: プライベートセクターイノベーション

米国では、民間企業が、先進原子炉実証プログラム(ARDP)のようなプログラムを通じて強力な政府支援による費用対効果の高いFBRsの開発をリードしています。 TerraPower Natrium設計は、溶融塩エネルギー貯蔵システムを備えた345 MWeナトリウム高速原子炉をカップルにし、安定した状態で反応器を動作させながらピーク価格をキャプチャする可変電力出力を可能にします。この設計は、従来の工業用グレードのコンポーネントと、およびモジュラーファシリテージを組み合わせて、そのような安全を加速するなどのコスト競争力のある構造を明示的に優先します。

商業用バイアビリティへの道

速いブリーダーの原子炉の設計は、資本コストと建設のタイムラインを削減するために明確な衝動によって運転される重要な変化を経ています。 道の前進は、単純さの厳格なアプリケーションを含みます。 パッシブ機能を備えた複雑なアクティブな安全システムを置き換え、一次熱輸送システムを簡素化し、別注から離れる、サイト構築された設計から工場出荷時機能、標準化されたモジュールへの移動。 これらの原則を統合することにより、現代のFBRプロジェクトは建設コストを目標としており、これらのエネルギー供給者は、これらのエネルギー供給者を十分に強化し、これらのエネルギー供給源を十分に維持します。