Компания X-Energy Reactor, базирующаяся в США, объединила свои усилия с компанией Kinectrics – компанией, предоставляющей услуги по проектированию, испытаниям и сертификации продукции – для проектирования, строительства и эксплуатации коммерческой промышленной гелиевой испытательной установки (HTF).
Установка предназначена для испытаний и проверки эксплуатационных характеристик важнейших конструкций, систем и компонентов усовершенствованного малого модульного реактора (SMR) Xe-100 компании X-Energy в условиях создания высоких температур и высокого давления в гелиевой среде.
Целью проекта Xe-100 является циркуляция газообразного гелия для передачи тепла от активной зоны реактора через теплообменник для получения высокотемпературного пара, который может быть использован для выработки электроэнергии, чтобы подавать тепло для промышленных целей. Ожидается, что на объекте также будут работать операторы, исследователи и инженеры в области атомной энергетики, чтобы обеспечить дополнительную потенциальную оптимизацию таких реакторов.
X-energy получает поддержку от Министерства энергетики США в рамках Программы демонстрации усовершенствованных реакторов, целью которой является осуществление поставки демонстрационной установки Xe-100, состоящей из четырех модулей, и коммерческое предприятие по производству топлива TRISO. Недавно компания договорилась о сотрудничестве с материаловедческой компанией Dow в целях разработки установки Xe-100, состоящей из четырех модулей, на одной из площадок Dow в США на побережье Мексиканского залива. Проект конструкции будет подтвержден путем проведения испытаний и проверки конструкции на установке HTF, сообщили в X-energy. Energy Northwest также назвала Xe-100 своей предпочтительной технологией для будущего развертывания SMR в штате Вашингтон к концу этого десятилетия.
Компании планируют объявить о создании площадки HTF в конце этого года и завершить ее детальное проектирование к концу 2023 г., планируя ввести объект в эксплуатацию в 2025 г. Данные, собранные в ходе испытаний на установке HTF, будут использоваться для наладки процедур пуска и ввода в эксплуатацию установки Xe-100, а также для получения важного опыта эксплуатации с целью получения информации о будущем техническом обслуживании реактора, его эксплуатации и обучении персонала. Генеральный директор X-energy Клэй Селл объявил, что HTF «является неотъемлемой частью для испытания наших систем и компонентов в ожидаемых эксплуатационных условиях и проверки их безопасности, работоспособности и надежности».
Xe-100 представляет собой высокотемпературный газовый реактор тепловой мощностью 200 МВт(т) и электрической мощностью 80 МВт(э). Этот реактор входит в один из двух проектов, выбранных Министерством энергетики США (DOE) в 2020 г., каждый из которых получит по $80 млн от первоначального совместного финансирования, выделяемого для строительства усовершенствованной демонстрационной установки реактора, которую можно ввести в эксплуатацию уже в течение семи лет. Этот Проект Xe-100 был разработан на основе британского реактора Dragon в Уинфрите (Дорсет) и модульного реактора Pebble Bed в Южной Африке.
Установка будет использовать трехструктурное изотропное топливо (TRISO), состоящее из трех слоев углеродных и керамических материалов, которые служат оболочкой для ядер или шариков низкообогащенного уранового топлива повышенного обогащения (HALEU).
Компания X-Energy, которая ожидает, что ее первый реактор заработает в 2028 г., недавно объявила о планах установить свой первый объект Xe-100 на одной из американских площадок Dow на побережье Мексиканского залива. Ранее ожидалось, что первым коммерческим развертыванием технологии Xe-100 станет четырехблочная установка рядом с АЭС «Колумбия» компании Energy Northwest в Вашингтоне. Energy Northwest по-прежнему выполняет обязательство по развертыванию усовершенствованного SMR в штате Вашингтон к концу десятилетия, и проект Xe-100 является предпочтительной технологией компании. Компании X-energy UK Holdings and Cavendish Nuclear также предлагают построить реакторы SMR в Великобритании.
Технология Xe-100 будет использовать циркулирующий газ гелия, чтобы отвести тепло от активной зоны реактора на теплообменник для производства высокотемпературного пара, который может использоваться для выработки электричества или поставки тепла для производственных процессов. На установке HTF будут испытаны компоненты Xe-100 и контрольно-измерительные приборы в эксплуатационных условиях и без присутствия каких-либо ядерных материалов. Такие испытания позволят провести верификацию проекта и предоставят эксплуатационные характеристики компаниям Kinectrics и X-energy по ключевым реакторным системам, сообщили в X-energy.
До своего закрытия «Программа по созданию модульного реактора с шаровыми твэлами в Южной Африке» включала в себя установку HTF, которая находилась в процессе строительства рядом с реактором SAFARI-1. Объект состоял из установки для очистки гелия, теплообменника и системы перегрузки топлива. Строительство началось в 2004 г., и его 40-метровая градирня стала достопримечательностью центра Пелиндаба.
Генеральный директор Kinectrics Дэвид Харрис сообщил, что испытание, проведенное на запланированной установке HTF, поддержит «своевременную коммерциализацию» проекта Xe-100. «Этот проект является частью долгосрочного партнерства между X-energy и Kinectrics. Мы ожидаем, что установка Xe-100 будет производить электричество и высокотемпературный технологический пар безопасным и надежным образом, что будет способствовать установлению нашего чистого энергетического будущего», – сказал он.
X-energy и Kinectrics рассчитывают объявить о выборе площадки для HTF этим летом и завершить детальное проектирование установки в 2023 г. с целью начать эксплуатацию объекта в 2025 г. Работая вместе с командой Kinectrics, инженеры X-energy планируют доработать процедуры пуска и ввода в эксплуатацию установки Xe-100, используя данные, собранные в ходе испытаний на HTF, и получить важный эксплуатационный опыт для получения информации о будущем техническом обслуживании и эксплуатации реактора, а также об обучении персонала.