Двухлетнее исследование Окриджской национальной лаборатории (ORNL) и компании NuScale показало высокую рентабельность и надежность применения энергоблока NuScale Power Module для обеспечения химического предприятия в США атомным технологическим паром и электроэнергией. Ключевым фактором успеха стало сочетание ядерной технологии NuScale с системой увеличения выработки тепла.
Исследование, профинансированное в рамках инициативы Министерства энергетики США GAIN (шлюз для ускоренных инноваций в атомной энергетике), объединило усилия инженеров NuScale и ORNL. Команда провела технико–экономическую оценку (ТЭО), используя реальные производственные условия и исторические данные химического завода, чтобы сравнить атомную энергию и природный газ в различных конфигурациях. Эта работа стала продолжением предварительного анализа, проведенного в 2020 году, в котором оценивалась возможность использования малых модульных реакторов (ММР), включая более раннюю конструкцию NuScale мощностью 50 МВт, для энергоснабжения завода Eastman Chemical Plant.
В новом исследовании основное внимание уделялось усовершенствованной конструкции NuScale мощностью 77 МВт, утвержденной регуляторами США. Анализ учитывал внедрение высокотемпературной системы увеличения выработки пара под высоким давлением, пересмотренные капитальные затраты, сокращенное до 10 дней время перегрузки топлива, оптимизированную численность персонала и повышенные коэффициенты использования мощности.
Благодаря обновленной конструкции энергоблока и возможностям системы увеличения выработки пара, результаты нового анализа оказались «значительно более позитивными» по сравнению с отчетом 2020 года. Главный вывод гласит, что «NuScale с системой увеличения выработки пара может надежно, экономично и гибко удовлетворять потребности крупного химического завода в промышленном паре и электроэнергии», обеспечивая при этом резервную мощность.
Результаты моделирования показали, что масштабируемая станция из 12 модулей NuScale является наиболее прибыльной, доступной и гибкой конфигурацией. При этом отмечается, что для удовлетворения всех потребностей химического завода может быть достаточно и четырех модулей в сочетании с котлами. Интегрированная энергетическая система NuScale способна обеспечить предприятие 1,3 млн кг/ч технологического пара при температуре 400 °C и давлении 4,1 МПа, одновременно вырабатывая 73 МВт электроэнергии. Излишки электроэнергии можно направлять в общую сеть, что повышает рентабельность проекта.
«Как первый и единственный ММР, чья конструкция сертифицирована Комиссией по ядерному регулированию США, NuScale продолжает лидировать в разработке новых технологий для обеспечения технологическим теплом и электроэнергией, – заявил соучредитель и технический директор NuScale Хосе Рейес. – Результаты этой оценки показали, что поставка высокотемпературного пара с помощью масштабируемой архитектуры NuScale предоставляет промышленным потребителям беспрецедентную гибкость, которую можно интегрировать в их процессы, и открывает для них новый перспективный путь для развития».
Энергоблок NuScale Power Module представляет собой водо-водяной реактор, в котором все компоненты для выработки пара и теплообмена интегрированы в единый модуль электрической мощностью 77 МВт. Станция из 12 таких модулей способна генерировать до 924 МВт электроэнергии. Технический отчет «Оценка увеличения выработки пара с помощью ММР NuScale для декарбонизации химического завода» доступен для скачивания на сайте Управления научной и технической информации Министерства энергетики США.
