NEI與國際原子能機構核能部SMR技術開發部核工程師Hadid M.Subki進行了交談。

超過70種不同的SMR設計在國際原子能機構的新手冊《SMR技術發展進展》中進行了描述。其中，最近已投產的是一種帶有KLT-40S反應堆的俄羅斯浮動NPP。中國的HTR-PM即將調試，阿根廷的CAREM-25即將進入樣機運行。

哪些因素影響了這些示例的成功開發和部署?

多種因素將有助于小型模塊化反應堆的成功開發和部署。各國需要在先進核反應堆的設計和技術開發方面執行國家戰略計劃。

這應包括穩定的預算流量，以資助技術開發。此外，嚴格的監管審查和許可，以及用于零件制造，建造和運營的穩健供應鏈至關重要。

迄今為止，水冷設計是最大的類別，有31種設計，其中包括6種用于海洋用途，而HTR是第二大類，有14種設計。您如何評估這兩種技術的前景?

該行業在大型核電廠和核破冰船中的水冷反應堆方面擁有數十年的經驗。因此，小型水冷陸基反應堆的技術開發面臨的挑戰較少，因為它們將基于許可設計或運行中的反應堆。

就部署準備而言，高溫反應堆(HTR)技術緊隨水冷反應堆之后。高溫氣冷堆具有多項技術優勢，包括更高的發電效率，固有的安全特性(如耐事故燃料)，提供圍護的覆層和反應堆堆芯，其設計方式使得即使在大多數假設的情況下，發生熔化的可能性也極低。高溫氣冷堆在為生產氫氣提供核熱方面也非常有效。

兩種小型模塊化反應堆(SMR)概念均顯示出切實的進展。阿根廷和俄羅斯聯邦在水冷SMR方面處于領先地位。HTR-PM處于熱測試階段的中國在開發HTR技術方面處于領先地位。

該研究表明，到2030年將僅部署7種設計。除了中國的HTR-PM，這些都是水冷設計。您對此有何評論?

根據國際原子能機構的小冊子《 SMR技術發展的進步》，這是一項初步研究，其中考慮了供應商的設計信息，到2030年，準備運行的SMR設計可能不少于十二個，總裝機容量約為1600MWe。

這些設計包括水冷和非水冷設計，包括HTR設計。

對于反應堆冷卻劑和減速劑而言，水都是極好的材料，因此該行業在運行水冷反應堆方面擁有豐富的經驗。長期的運行記錄加強了水冷反應堆的制造設施，測試設施和法規的準備。

目前，其他幾種設計，例如熔融鹽燃料反應堆，其他液態金屬冷卻的快速反應堆以及用于微反應器的熱管冷卻技術，目前處于預許可活動階段。目標是在2030年之前部署它們。俄羅斯正在準備建造300MW鉛冷反應堆，作為未來更大型號的示范工廠，目標運行日期為2026年左右。

在總數中，約有40個仍處于概念設計階段。您是否期望其中許多在2030年前達到最終設計階段?

幾種設計均處于使用調節器的預許可階段，有些設計可能會在2030年之前實現其目標投入運行。

隨著資金競爭的激烈，即使是采用熟悉技術的水冷反應堆設計，也由于各種原因而推遲了進入市場的時間。

許多因素會影響部署準備情況。首先，供應商的目標部署日期，有時可能是樂觀的。第二，是否正在進行外觀設計許可工作;第三，在一定時間內有多少公用事業，國家或用戶對部署設計感興趣;最后但至關重要的是，政府和私營部門在第一類部門的資金，開發，許可和部署方面提供了支持。

在核工業中，開發活動總是伴隨著一系列驗證和確認測試以及嚴格的質量保證框架，這需要額外的時間和資源。

2020年IAEA關于SMR的小冊子首次包括一個專門的微型反應器部分。這些設計的優點是什么?他們為什么越來越受歡迎?

作為SMR的子集，微反應器是先進的反應器，通常設計成可產生高達10MWe的電流，以在無法或不需要更高功率的場所和應用中產生電能和熱量。

這項技術可以以較小的，分布式的，但持續的電能需求進入核能的新市場。它們的優勢包括相對較小的能量輸出，適用于偏遠地區，離網地區和小島的采礦，這些地區可以替代碳密集型柴油發電。

微反應器具有低功率輸出，較長的核心壽命，較低的源極期限和設計簡單性，設計緊湊，便于運輸，快速制造和安裝。它們可用于制氫，海水淡化，精煉和石化生產。

與更高功率的SMR設計相比，微反應器的前期投資成本也將大大降低，這一事實可能會增強其近期的知名度。

除了發電以外，還建議將某些SMR設計用于其他工業用途，例如制氫–特別是某些HTR和快速反應堆設計。您能詳細說明一下嗎?任何核反應堆都可以成為生產氫氣的平臺，而不會排放溫室氣體和其他污染物?，F有的PWR或BWR可以通過常規的電解水產生氫氣。

HTGR是一種有前途的制氫技術，包括其第四代設計，超高溫反應堆(VHTR)。HTGR的第一批艦隊可能會在下一個十年后部署。它們的冷卻劑出口溫度為750-1000°C，可為大規模制氫提供途徑。

日本和美國的項目目前正在開發可能即將投入運行的新制氫技術。因此，在熱電聯產的近期內，SMR可能與可變的可再生能源產生的氫競爭，并且可以幫助減少化石發電廠生產氫的需求。

當前，與可通過使用碳捕獲和存儲(CCS)的化石燃料或可變的可再生能源(例如太陽能和風能)驅動的甲烷重整技術競爭，SMRs可以立即用于制氫，這引起了人們的強烈興趣。最終，除無碳外，SMR生產的氫氣可能是最具成本效益的方法之一。在此階段，需要為戰略開發，實驗和測試以及示范工廠提供支持。

70多種設計包括多種不同的燃料類型。燃料開發在多大程度上影響了這些設計的進度?

根據反應堆的設計，用于SMR的創新燃料開發會產生不同的影響。

為了立即部署PWR技術，大多數設計都使用現有大型先進LWR中使用的經過驗證的標準燃料組件的較短版本。對于這些，將需要進行一些熱工液壓確認測試，但無需進行高級研發。但是，由于這種反應堆是提高經濟效率的有效手段，因此正在對這種反應堆類型具有更高的事故承受能力的燃料以及如何優化加油間隔進行研發。

相比之下，使用快速中子譜或其他技術的創新型非水冷反應堆通常將需要全新的燃料組件設計，這需要花費數年的時間進行開發，測試和準備在堆芯中使用。

如果未來幾年對SMR的需求增加，反應堆的批量生產前景如何?

到2030年，該行業將展示SMR的首創設計。批量生產的具體訂單數量可能會在本十年末或2030年代初下達。

SMR有望改變游戲規則的是，在航空業中，工廠中會大量生產模塊化系統，組件和結構。如果能夠實現，這將對降低成本和部署時間表產生積極影響。

批量生產取決于現有核組件制造商的訂單連續性和產能。為了實現批量生產的經濟利益，可能有必要通過國際合作開發少量面向市場的標準化設計。

SMR作為一種潛在的核能，必須被證明在經濟上可以承受且具有競爭力。他們還可以提供沒有真正替代方案的解決方案，例如在不需要加油間隔的離網偏遠地區部署微反應器。