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术语表 · 核电

SMR(小型模块化反应堆)

单个模块电功率最高约 300 MWe 的核反应堆,设计上在工厂制造、模块化部署,以缩短工期、降低融资风险。

小型模块化反应堆想用批量建造的标准化机组,取代量身定制的吉瓦级超大项目。IAEA 把“小型”定义为不超过 300 MWe;微堆则低于约 10–20 MWe。2024 年 IAEA 跟踪的设计超过 80 种。主要类型:

  • 轻水 SMR:NuScale VOYGR(77 MWe 模块,首个获美国 NRC 认证的 SMR 设计,提功率版本 2025 年获批)、GE Hitachi BWRX-300、Holtec SMR-300、Rolls-Royce SMR(约 470 MWe)。
  • 先进非水冷设计:高温气冷堆(中国 HTR-PM,2021 年投运;X-energy Xe-100)、钠冷快堆(TerraPower Natrium,345 MWe)、熔盐堆。

在运实例很少:俄罗斯的浮动核电站 Akademik Lomonosov(2 × 35 MWe)和中国 HTR-PM;中国的玲龙一号 ACP100 在 2025–2026 年接近投运。安大略电力公司(Ontario Power Generation)2025 年在 Darlington 开建首台 BWRX-300,目标约 2030 年投运。

规模经济与批量化:每 kW 成本 ∝ (规模)−0.3 至 −0.4,由每台数翻倍约 5–10% 的学习率来抵消

SMR 能否做到有竞争力的成本,还没有得到证明。NuScale 在犹他州的项目 2023 年取消,原因是即使有补贴,预估电价也涨到了 USD 89/MWh。许多先进设计还需要富集度 5–20% 的 HALEU 燃料,而俄罗斯以外的供应仍然有限。

相关术语

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  • 压水堆(PWR)

    最常见的核反应堆类型,高压水冷却堆芯而不沸腾,并把热量传给独立的蒸汽回路。

  • 沸水堆(BWR)

    冷却剂在堆芯内沸腾、产生的蒸汽直接驱动汽轮机的轻水核反应堆,没有蒸汽发生器。

  • 铀浓缩

    把铀中易裂变的 U-235 比例从天然的 0.711% 提高,用于制造反应堆燃料,浓缩度极高时可用于武器。

  • 核裂变

    铀-235 或钚-239 等重原子核吸收一个中子后分裂成较轻的原子核,释放约 200 MeV 能量和更多中子。

  • 学习率(Swanson 定律)

    累计产量每翻一番,技术成本下降的百分比;对光伏组件,Swanson 定律给出的值接近 20%。

  • 负荷跟踪

    在几分钟到几小时内调整电厂出力,以跟随用电需求或波动性可再生能源发电的变化。