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主题:世界首座钍基熔盐核反应堆原型堆即将在中国建成 -- 尖石

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  • 家园 世界首座钍基熔盐核反应堆原型堆即将在中国建成

    世界首座钍基熔盐核反应堆TMSR原型堆建设在甘肃省武威市,装机容量是2M瓦(2000千瓦),即将在8月竣工,系统的试运行最早在9月开始。该原型堆在2011年就开始着手设计建造,2017年4月,甘肃省武威市与中科院签订了在武威市民勤县红砂岗建设钍基熔盐堆核能系统(TMSR)项目的战略合作框架协议,该项目分两期建设,总投资220亿元。

    如果原型堆的临界、系统测试顺利,那么将在2030年前在武威市沙漠地区建设世界第一座钍基熔盐反应堆商用示范堆,装机容量是100M瓦(10万千瓦)。

    1吨钍燃料的发电量相当于250万吨标准煤,而中国的钍储量非常丰富,排在世界第2位,总储量将近30万吨(二氧化钍),仅内蒙古白云鄂博矿的钍储量就达到了22万吨,以2020年全国能源消费50亿吨标准煤当量计算,足够100多年的消耗,完美补上聚变堆商用前的空档。

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    钍基熔盐堆核能系统(Thorium Molten Salt Reactor Nuclear Energy System,TMSR),是第四代先进核能系统的 6 种候选之一,包括钍基核燃料、熔盐堆、核能综合利用 3 个子系统,具有高固有安全性、核废料少、防扩散性能和经济性更好等特点。

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    熔盐堆使用高温熔盐作为冷却剂,具有高温、低压、高化学稳定性、高热容等热物特性,无需使用沉重而昂贵的压力容器,适合建成紧凑、轻量化和低成本的小型模块化反应堆。此外熔盐堆采用无水冷却技术,只需少量的水即可运行,可在干旱地区实现高效发电。熔盐堆输出的高温核热可用于发电,也可用于工业热应用、高温制氢以及氢吸收二氧化碳制甲醇等。

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    熔盐堆的优异性能主要来自其复合熔盐冷却剂的高沸点等物理化学特点,熔盐还可以用在太阳能集热、大规模热能存储和大功率电池等,熔盐的广泛使用将给能源带来革命性变化。

    钍基熔盐核反应堆如果商用成功,中国西部的广阔沙漠地区就真正成为了能源基地。

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    • 家园 钍基熔盐核反应堆有多大的可调节性

      不管是光热发电还是钍基熔盐核反应堆,都要把热传给热介质如熔盐,再通过热交换把热介质里的热量变成蒸汽,最好由蒸汽驱动蒸汽轮机发电,所以这里的熔盐就是储能。这种技术的优点就是热能的生产和电能的生产可以有时间差,这样就可以参与电网的调节,弥补光伏和风能对电网的冲击。因此如果它们在西北地区的主要功能应该是稳定电网,而不是成为基础载荷。而现有的核电技术直接产生蒸汽发电,由于调节蒸汽产生量很困难,所以现有的核电站只能作为基础载荷,几乎不参与电网调节。

      过去几年国内投运了大概20个光热示范项目,都是50MW和100MW的项目,储能大概在8小时左右。这些示范项目的上网电价是1.15元,是煤电上网电价的三倍,但是今年山西省规定新批准的光热项目上网电价和煤电一样,这样光热就完全没有竞争力了,不知道钍基熔盐核反应堆及其熔盐储能的竞争力如何。

      • 家园 电价这个啊

        好奇的是光热发电之后的投入,肯定不用持续买煤,那么维护费用是个什么样子的水准呢?现在起核准审批的光热项目,电价被限制,那么就必须是长时间运行才可能(若是后续维护费用够低)收回成本,也许是抑制圈钱炒概念吧,山西投资环境不好,政策松松进来的首先是骗子

    • 家园 我有个想法

      之前“故乡在喀什”河友的贴里,谈论海水入疆,陈王提出个观点,说用太阳能改变当地小气候比海水西输更好。

      如果核电结合太阳能,配合新的农业技术和水处理技术等,能否制造一个个绿州,型成遍布新疆的工农业珍珠岛,从而天翻地覆的改变新疆的生态,彻底解决中国几千年来的西北边患?电不一样要外输呀,没规定一定要东出走海路,直接从新疆起运走陆路,跟从沿海比,省了几千公里,到德国能缩短1/4左右吧?多搞几条铁路,运力就上去了。

      我一直怀疑降雨线北移,是否跟建国以来持之以恒的绿化工程有密切关系。当然影响因素很多很复杂。

      • 家园 没必要搞绿洲了,光伏就挺好

        现在光伏成本很低了,不考虑储能,都低于火电了.新疆那地方,大规模绿化,需要水,不如直接改成种太阳。塔克拉玛干铺满太阳能板,足够中国彻底淘汰油车并支撑世界工厂的。

        • 家园 要是科幻片一样铺开

          光伏把那么多能量转移到别的地方,气候肯定收到影响,

          就是当下,对于局部地表的蒸发就很直接,比如那个放羊的例子

        • 家园 西班牙面积的光伏发电足够全世界用

          根据美国能源信息署的预测,2030年全球能源需求将达到198.7TWh(19.87万亿千瓦时)。如果光照强度为1000瓦/平方米,每年70%的白天8小时日照正常,而太阳能光伏的转换效率为20%,那么每一平米的光伏板每年发电可达400千瓦时。这样,满足19.87万亿千瓦时就需要光伏板安装面积达到49.68万平方公里,略低于西班牙的国土面积。

          根据美国能源信息署的预测,2030年全球能源需求将达到198.7TWh(19.87万亿千瓦时)。满足19.87万亿千瓦时就需要光伏板安装面积达到49.68万平方公里,略低于西班牙的国土面积。

        • 家园 问题就是需要考虑储能阿
          • 家园 我的幻想

            想象一个发酵罐,内部装满了筛板,筛板上是led光源,来自光伏的电能点亮。内部培养水华蓝藻,想象一下当年太湖里芝麻糊一样的糊糊,罐子里还有通风,二氧化碳这样进去被固定。蓝藻自然要基因工程一番,细胞里有个油泡泡。

    • 家园 三哥最眼馋

      三哥没油没铀,只有钍储量世界第一

    • 家园 核动力自行车

      这个我觉得有前途。

      对于放射性物质,我相信将来会找到驯服的方法,未来也许跟动画片一样,一块晶核,就是巨大的能量源。

    • 家园 安全性过硬吗?

      我觉得核电站最重要的是安全性。请问钍基熔盐核反应堆最坏的情况是什么?

      • 家园 好像谁说过来着

        最坏情况是受污染地区几千到一万年内用不了。抢救都不要想,就是全装防护的进去,五分钟人就跪了。

        不过好像只污染反应堆所在的地方。做得好的话,因为热容高,失控的话也是渐渐释放热量,不至于一下产生蒸汽再掀盖子。所以空气的污染很少。唯一可虑的是地下水。尤其烧钍的,这地儿彻底不能要了。

        所以建在沙漠里可以理解,不过我是怀疑,毕竟沙漠不是真的没地下水。这个是要靠地底挖坑来解决的,又是钍,真的大丈夫?

      • 家园 钍基熔盐堆的安全性是非常高的,

        这与其设计原理有关,就算把堆炸了,顶多也就影响一下周边几百米的距离。

    • 家园 熔岩堆和钠冷快堆都有一个类似的致命问题

      冷却剂的化学腐蚀能力过于强大,很容易把循环管道给腐蚀穿孔。想要解决腐蚀问题,开发新材料没法从根本上解决问题,只能降低腐蚀速度,而完美的抗腐蚀材料又是天价,不具备工程应用价值。

      只能用准备两套甚至3套循环通路换着用,使用一套维修一套,还有热备份一套,成本还是高,尤其是人工成本。

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