自從上世紀50年代實(shí)現核能發(fā)電以來(lái)，為了實(shí)現并強化規模經(jīng)濟效應，核電反應堆功率已從60 兆瓦增至1600 兆瓦以上。同時(shí)，核工業(yè)也建造了數百座小型動(dòng)力堆用作*艦艇動(dòng)力裝置或中子源。現在，核工業(yè)再次掀起小型核電機組的開(kāi)發(fā)熱潮，這是因為大型堆的建造成本越來(lái)越高，另一方面也存在小型電網(wǎng)對小型機組的需求。

按照原子能機構（IAEA）的定義，小型堆功率為300 兆瓦以下，中型堆為300～700 兆瓦，目前統稱(chēng)為“小型和中型反應堆”，簡(jiǎn)稱(chēng)“中小型堆（SMR）”。中小型堆有時(shí)被混淆為小型模塊堆，但SMR未必有模塊結構。

一些現役小功率反應堆已經(jīng)屬于SMR的范疇，例如印度以加拿大技術(shù)為基礎開(kāi)發(fā)的220 兆瓦加壓重水堆（PHWR）、中國在國內和為巴基斯坦建設的300～325兆瓦的壓水堆（CNP300）、俄羅斯西伯利亞地區比利比諾（Bilibino）工廠(chǎng)正在運行的4臺小型石墨慢化沸水堆（62 兆瓦）。此外，中國正準備開(kāi)建200 兆瓦的高溫氣冷堆（HTR-PM）核電廠(chǎng)。

目前，多個(gè)國家正在開(kāi)發(fā)各種新型SMR，其中許多是壓水堆。例如美國西屋電氣公司的IRIS設計、巴威公司的mPower設計、NuScale Power公司的NuScale設計、霍爾臺克公司的HI-SMUR140設計、法國國有船舶制造企業(yè)的Flexblue設計、俄羅斯的浮動(dòng)式核電廠(chǎng)設計、阿根廷INVAP公司的CAREM設計、韓國的SMART設計。此外，還有少數快堆設計，例如海博瑞恩（Hyperion）動(dòng)力模塊和行波堆（TWR）。

美國的SMR設計zui多，但截至目前，尚沒(méi)有一例向美國核管會(huì )（NRC）提交設計證書(shū)申請。NRC表示有望在2012年受理*SMR設計證書(shū)申請。

中小型堆的優(yōu)勢

與大型反應堆相比，SMR具有*的優(yōu)勢。

首先，相對于現場(chǎng)施工和組裝而言，SMR的建造成本大幅下降。SMR們指出，就分期建設一座包含多臺小型機組的大功率電廠(chǎng)而言，小巧、簡(jiǎn)潔的模塊式反應堆設計是*選擇。由于這些模塊可在工廠(chǎng)中批量生產(chǎn)，因此電廠(chǎng)建設成本下降，周期縮短。一般預計*機組的施工周期在3年以?xún)龋罄m機組縮短為僅2年。

其次，可采用多期單機組或多期雙機組建設模式。在每種情形下，建設前期機組時(shí)均預留充分的物理分隔，以便能夠在前期機組運行的同時(shí)建設后續機組。盡管預留了分隔空間，但電廠(chǎng)布局依然非常緊湊。就一處擁有若干個(gè)單模塊、總功率為1000 兆瓦的場(chǎng)址而言，其面積與同等功率的單機組場(chǎng)址相當或更小。

再次，小型機組具有融資方面的優(yōu)勢。在項目初期，無(wú)需籌集太多資金，當一個(gè)模塊建成發(fā)電時(shí)，將為下一個(gè)模塊的建設提供正向現金流。據西屋電氣公司估計，分別間隔3年建設3臺IRIS機組，總功率為1000 兆瓦，融資利率為10%，融資期限為10年，需要的zui大負現金流小于7億美元（約為單臺1000 兆瓦機組的三分之一）。

另外，較大的國家可以根據自身需求選擇建設小型模塊機組，而一些小國則別無(wú)選擇，因為其電網(wǎng)可能由于太小而無(wú)法承受1000 兆瓦以上的單臺機組。

不利因素

雖然中小型堆具有上述優(yōu)勢，但有些因素可能使小型反應堆的這些優(yōu)勢失效。

*，與汽車(chē)、智能手機或類(lèi)似小型裝置相比，反應堆的單位千瓦材料成本可能隨著(zhù)尺寸的下降而上升，這是因為隨著(zhù)反應堆規模的下降，決定著(zhù)材料成本的單位千瓦功率的表面面積增加了。同理，隨著(zhù)反應堆規模的下降，二次安全殼和用于控制、儀表和應急管理的獨立系統的單位千瓦造價(jià)也會(huì )上升。

第二，假設打算在一處場(chǎng)址上建設一系列SMR，那么其規模經(jīng)濟的實(shí)現將取決于整個(gè)項目的建設周期，而這個(gè)周期可能比現有大型反應堆項目的建設周期還要長(cháng)。雖然現金流狀況將更為有利，但是如果規劃的后續機組未予建設，例如由于需求增長(cháng)速度慢于預期，那么前期建設的機組可能貴于現有反應堆。

第三，如果整個(gè)反應堆在一座集中設施中建造并通過(guò)量產(chǎn)實(shí)現了一定的經(jīng)濟性，那么上述潛在的成本增加是可以抵消的。不過(guò)，批評人士指出，基于過(guò)去核反應堆成本上漲的歷史，以及可能由于出現新的審批要求而使成本增加，因此必須以懷疑的眼光看待低價(jià)估算。

第四，批量制造將引發(fā)安全、質(zhì)量和審批方面的新問(wèn)題，這些問(wèn)題尚待監管部門(mén)的解決。例如，監管部門(mén)可能必須為SMR制造設施制定并試用新的審批和檢查程序，包括對焊縫等類(lèi)似方面的檢查。此外，監管部門(mén)可能還需要對運行和保安人員制定新要求。

第五，由于SMR乏燃料分布于更多的場(chǎng)址，因此其管理可能更復雜，耗資也更大。目前的乏燃料管理基礎結構針對的僅僅是有限場(chǎng)址上的輕水堆。而且，有的SMR設計將反應堆建在地下，這可能使廢物回取更為復雜。

未來(lái)展望

發(fā)達市場(chǎng)大多需要大量的電力來(lái)滿(mǎn)足增量需求或取代退役機組，因此仍將致力于zui大化反應堆規模，維持過(guò)去10～20年的發(fā)展趨勢。然而，大型核電廠(chǎng)成本不斷增長(cháng)，加之世界金融形勢不甚明朗，已經(jīng)導致大部分發(fā)達地區的核復興步伐放緩。因此，核工業(yè)有必要認真地研究大型輕水堆的替代商業(yè)模式。

SMR的關(guān)鍵優(yōu)勢可能zui終證明只是其尺寸小巧和適合于小型電網(wǎng)，而決定其發(fā)展前景的關(guān)鍵因素可能是監管程序的調整。如果無(wú)法為SMR做出有效的調整，監管成本實(shí)際上可能成為一項讓小型機組難以承受的固定成本。

在目前幾十個(gè)有意采用核能的國家中，許多國家的電網(wǎng)再過(guò)10年也不可能適合采用大型反應堆。此外，一些基礎設施比較成熟的國家，例如新加坡也在考慮采用SMR。

隨著(zhù)更多的SMR研究工作取得進(jìn)展，一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題是，是否會(huì )有許多新國家打通全部必需的監管、人力資本和技術(shù)環(huán)節。有人認為，發(fā)達核國家肯定得先建設大量的傳統反應堆，然后才能使核電擴大到這些新國家，但是SMR提供了一條具有吸引力的替代路線(xiàn)。
 

地址：上海市共康路1018號
： 200443
： 徐壽平
電 話(huà)：4000155558
傳 真： 56477761
手 機：
個(gè)性化：m.betweenskuanmade.com