В ноябре 2024 года комиссия по ядерному регулированию (NRC) США
выдала строительную лицензию для проекта
Hermes-2, разработанного компанией Kairos Power.
Ранее в 2023 году американские регуляторы выдали строительную лицензию для
проекта Hermes той же компании. Оба проекта будут построены в Окридже на
территории технопарка "Восточный Теннесси" вплотную друг к другу.
Шаровые твэлы и жидкосолевой теплоноситель
Практически одновременная реализация двух схожих, но не аналогичных
проектов является следствием принятой в компании Kairos политики
итерационной демонстрации своей технологии жидкосолевых реакторов.
Конечная цель, которую ставит перед собой компания, заключается в
разработке и внедрении коммерческой атомной станции малой мощности
(АСММ) под названием KP-FHR.
Как указывается на сайте компании KP-FHR будет состоять из двух одинаковых
модулей мощностью 75 МВт(э) каждый. Соответственно, мощности станции
составит 150 МВт(э).
В качестве топлива предполагается использовать топливо TRISO с ураном
HALEU (обогащение 19,75%). В качестве теплоносителя - соль фтора FLiBe с
выходной температурой 650°C.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра
До строительства и эксплуатации станции KP-FHR ещё далеко. Тем более, что
достаточно необычная реакторная технология (сочетание шаровых твэлов и
жидкосолевого теплоносителя) может по ходу освоения оказаться слишком
сложной для реализации.
Поэтому на данный момент компания Kairos предпочитает построить и пустить
два простых экспериментальных проекта - Hermes и Hermes-2.
Два проекта
Различия между двумя проектами, на которые компания Kairos получила
строительные лицензии, таковы.
Hermes - исследовательский реактор тепловой мощностью 35 МВт(т). На нём не
предусмотрена выработка электроэнергии. Отводимое от активной зоны тепло
передаётся атмосфере через радиатор в подсистеме под названием Heat
Rejection Subsystem (HRS).
Hermes-2 - фактически это атомная станция малой мощности, состоящая из двух
реакторов такого же типа, как и реактор Hermes. Суммарная тепловая мощность
станции - 70 МВт(т). Станция снабжена единой для обоих реакторов турбиной и
вырабатывает электроэнергию, электрическая мощность порядка 20 МВт(э).
Строго говоря, Hermes-2 также следует относить к исследовательским
реакторам. Однако в пропагандистских целях компания Kairos в случае
успешного пуска Hermes-2 может назвать проект электростанцией и отнести к IV
поколению.
Слева - Hermes-2, справа - Hermes.
Щёлкните левой клавишей мыши для
просмотра
Второй и третий контуры
Кроме очевидного отличия по электрической мощности, у двух проектов есть
ещё одна важная разница. В проект реакторной установки станции Hermes-2
добавлен промежуточный (второй) контур.
Рабочее тело второго контура - эвтектическая смесь фторидов натрия и
бериллия (BeNaF). Молярные доли - 57% фторид натрия, 43% фторид бериллия.
Давление во втором контуре ниже, чем в первом - это должно гарантировать
сохранение состава теплоносителя FLiBe при возможных отказах в
промежуточном теплообменнике, через который происходит теплообмен между
первым и вторым контурами.
Эвтектика BeNaF обладает характеристиками, сходными с характеристиками
FLiBe. Она термодинамически стабильна, совместима с конструкционными
материалами и обладает химическими свойствами, аналогичными свойствам
FLiBe.
Выбор BeNaF неочевиден и уже стал предметом интереса со стороны
американских регуляторов. Следует отметить, что компания Kairos в 2023 году
признавала - она не располагает данными о примерах успешного
промышленного применения данной соли.
Подсистема HRS, унаследованная от проекта Hermes, в проекте реакторных
установок Hermes-2 сохранится. Она будет тепло в атмосферу во время пуска и
останова реакторов.
Тепловая схема Hermes-2.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра
В проекте Hermes-2 появился и третий контур, паровой. Его задача подавать
перегретый пар на турбину для выработки электроэнергии.
Третий контур един для обеих реакторных установок, входящих в состав
Hermes-2. Он соединяется с их вторыми контурами через пароперегреватели.
Перегретый пар из обоих пароперегревателей подаётся в единый коллектор
третьего контура и далее идёт на турбину.
Компания Kairos утверждает, что третий контур не выполняет никаких функций,
связанных с безопасностью. Основные параметры третьего контура и системы
электрогенерации приведены в таблице ниже.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра
Из других отличий двух проектов можно отметить следующее.
Исследовательский реактор Hermes рассчитан на четыре года работы на
мощности. Станция малой мощности Hermes-2 рассчитана на 11 лет работы на
мощности.
Если точнее, то для Hermes-2 предусмотрены один год пусковых
экспериментов и 10 лет работы на номинале.
Отвечая на соответствующий вопрос американских регуляторов, компания Kairos
пояснила, что увеличение срока службы Hermes-2 по сравнению с Hermes
связано с бизнес-соображениями и не связано со сроками службы оборудования
и узлов.
