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愛達荷國家實驗室與AWS、GE Vernova及能源企業協作,啟動MARVEL微反應堆實驗

2025-12-06 11:11  來源:愛達荷國家實驗室    微堆  INL

愛達荷國家實驗室(INL)已選定五個商業團隊,在其微反應堆應用研究驗證和評估(MARVEL)平臺上展示先進應用,涵蓋數據中心集成、工業熱能利用及自主控制等領域。該平臺為85 kWth/20 kWe液態金屬冷卻測試平臺,目前正在建設中。首批入選團隊包括亞馬遜網絡服務(AWS)、電力技術巨頭GE Vernova、傳感器專家Radiation Detection Technologies,以及兩個獨立聯盟——一個由數據中心運營商DCX USA與亞利桑那州立大學牽頭,另一個由石油服務公司NOV、微...


愛達荷國家實驗室(INL)已選定五個商業團隊,在其微反應堆應用研究驗證和評估(MARVEL)平臺上展示先進應用,涵蓋數據中心集成、工業熱能利用及自主控制等領域。該平臺為85 kWth/20 kWe液態金屬冷卻測試平臺,目前正在建設中。

MARVEL是愛達荷國家實驗室(INL)正在研發的一款85千瓦熱功率/20千瓦電功率的鈉鉀冷卻微型反應堆,它將幫助研究人員探索先進反應堆的應用,包括微電網集成、遠程監控和自主控制技術。

首批入選團隊包括亞馬遜網絡服務(AWS)、電力技術巨頭GE Vernova、傳感器專家Radiation Detection Technologies,以及兩個獨立聯盟——一個由數據中心運營商DCX USA與亞利桑那州立大學牽頭,另一個由石油服務公司NOV、微反應堆開發商Shepherd Power和能源巨頭康菲石油公司組成。這些團隊將聚焦三個前沿領域:驗證核電應對人工智能數據中心波動負荷的能力;利用工藝熱實現工業水處理脫碳;以及驗證遠程部署所需的自主控制系統。

MARVEL項目被視為核工業“先行者”,其研發已取得多項成就。例如,其環境評估為簡化《國家環境政策法案》流程樹立先例,初步安全分析采用全新風險導向方法,可能為后續項目鋪平道路。此外,項目通過允許非核供應商參與競爭拓寬了供應鏈,并成功運行主冷卻劑裝置試驗,驗證了自然循環設計的熱工水力模型。未來實驗中,INL計劃利用專用測試硬件降低微電網集成控制風險,并通過模塊化二次回路向工業設備提供熱能。

MARVEL 工作原理: MARVEL 微型反應堆通過雙回路自然循環系統傳遞熱能。其 36 根固體燃料棒(外形與 TRIGA 元件相同,但每根燃料棒包含五個氫化鈾燃料芯塊)排列在氫慢化、鈹反射的堆芯中。裂變加熱主回路中的 120 公斤鈉鉀 (NaK) 共晶合金,該合金依靠浮力上升,經過四個中間換熱器 (IHX)。這些換熱器將熱量傳遞給四個包含鎵銦錫 (eGaInSn) 共晶液態金屬的次級回路。每個回路連接到一臺商用斯特林發動機,產生 5 至 7 千瓦的功率,總功率可達 20 千瓦。該系統完全依靠自然循環運行——無需泵——主回路封閉在一個符合 ASME 第三卷第五分冊標準的 316H 不銹鋼容器內。主動反應性控制由包覆有中子吸收碳化硼的旋轉氧化鈹筒實現,而中央保險吸收棒(CIA)則提供停堆能力。該反應堆還具備被動式衰變熱移除能力。

AWS提議將MARVEL反應堆與模塊化數據中心結合,創建自給自足、可快速部署的系統。DCX USA和亞利桑那州立大學則計劃驗證微型反應器為人工智能數據中心供電的可行性。由Shepherd Power、NOV和康菲石油組成的財團提議利用MARVEL進行試點規模的海水淡化項目。GE Vernova公司計劃演示遠程自主反應堆運行,而輻射探測技術公司(RDT)則將測試先進傳感器技術,以監測反應堆性能。

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