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模块化反应堆为我们的碳中和未来提供动力

到 2030 年代初期,新一代小型模块化反应堆和先进的模块化反应堆可能会向英国电网输送电力,通过新工艺和设计彻底改变英国的制造基地。来自核先进制造研究中心的蒂姆查普曼讨论了这些问题。政府气候变化顾问最近提出的建议——到 2050 年将低碳电力生产翻两番——将核电重新置于英国能源结构的核心位置。我们一直以前在这里。十年前,英国计划进行核复兴,以取代目前运行寿命即将结束的发电厂。但是,由于当前一代核电站的前期成本巨大,该计划基本上未能实现千兆瓦级反应堆。今天,欣克利角 C 是唯一在建的反应堆,到 2020 年代中期投入运行时,它将成为英国自 1995 年以来的第一座新核电站。注意力现在转向新一代小型模块化反应堆 (SMR) 和先进模块化反应堆 (AMR),它们可能会在 2030 年代初期向电网输送电力。

负担得起和先进反应堆

SMR 基于与当前反应堆设计类似的技术,但规模较小,部署在局部地区。产生高达 300MW 的 SMR 应该比当前的设计更实惠,因为它们避免了当前反应堆的巨额前期成本和长达十年的开发时间。初始 SMR 发电站的成本仅为千兆瓦级新建的一小部分,可以在四到五年内建成,一旦投入运营,将产生收入来资助更多的单位。

本文首次发表在《制造商》杂志的 6 月号上。单击此处订阅

除了 SMR 之外,政府还概述了对下一代核技术的支持。核部门Deal 是去年公布的行业与政府之间的一项协议,提供高达 4400 万英镑的资金用于 AMR 新设计的研发。正在考虑的设计包括盐冷和铅冷反应堆、用于离网和工业的小型高温反应堆热电联产和用于核聚变的小型托卡马克装置(一种磁约束装置)。

向其他部门学习

除了 SMR,政府还概述了对下一代核技术的支持。所有这些新的模块化结构都设计为主要在工厂制造,为制造商创造机会,他们可以利用从其他行业(如航空航天)吸取的经验教训来降低成本,并将创新的制造技术投入生产。降低生产成本是使反应堆在经济上可行的关键。模块化设计为核工业提供了成为 mo 的机会与其他高价值部门(例如航空航天或石油和天然气)一样,英国在这些领域拥有成熟的工业专业知识。反应堆开发商现在正在寻求与制造商、技术提供商和研究人员合作,以证明新核应用的创新工艺,以及使用制造设计和模块化等技术来提高生产效率。核先进制造研究中心 (AMRC) 已经为核应用开发了许多这些创新技术,该中心是英国高价值制造 (HVM) 的一部分Catapult。从先进的加工和连接,到批量增材制造和模块化,该中心正在与各种规模的制造商合作,帮助他们赢得整个核领域的工作。

高生产率研究

当前的两个项目由核 AMRC 正在开发新的工具和技术,这有助于将压力容器的生产时间和成本减半ls 和新反应器的其他大型部件。简单项目(单一制造平台环境)旨在将一系列加工、制造和检查操作集成到单一制造平台上。在一台机器上做更多的事情将减少在之间移动大型部件的需要工作区域,有助于确保整个制造过程的准确性和质量控制。 Inform 未来工厂:组装压力容器新方法的设计理念,Inform 项目的一部分。作为其中的一部分,Nuclear AMRC 工程师正在与来自其他两个 HVM Catapult 中心(先进成型研究中心 (AFRC) 和先进制造研究中心 (AMRC))的同事以及学术和工业合作伙伴合作,为单平台开发智能工具manufacturing.In第一阶段,团队已经成功地展示了集成焊接和监控tool 将一系列传感器与机械化弧焊头结合在一起。该工具将允许对焊接过程进行自动化检查,提高质量,并降低焊接失败导致代价高昂的返工的风险。核 AMRC 工程师还在解决一系列问题通过 Inform 项目(用于优化和激进制造的智能夹具)应对大型部件成型、加工和组装方面的挑战,再次与领先的行业和研究合作伙伴合作。

发现最新的核创新

当前的工作涉及新技术,以扫描通过锻造或近净工艺成型的原始部件,并使用数据生成优化的刀具路径并确保加工过程中的完美对齐。该团队还在为未来的工厂开发概念设计,这可以显着降低主要核组件的成本和交货时间。简单和通知项目由核创新计划 (NIP) 资助,这是未来的第一个公共投资一代人的核裂变。 NIP 与核部门协议密切相关,资助先进制造和材料的研究,并支持新型先进反应堆的开发。 Nuclear AMRC 帮助英国制造商竞标并赢得整个核供应链的工作。核 AMRC 与其他 NIP 项目的合作伙伴合作:由造船商 Cammell Laird 领导的 Fit For Modules 项目;开发模块化设计的基础系统;研究先进的连接技术(由 Frazer-Nash Consultancy 领导);以及由 Wood 领导的 Mattear 项目(先进反应堆的材料和制造技术评估)。通过 NIP 开发的创新技术有望为核工业和其他高价值质量关键行业的供应链中的制造商带来重大利益和机会。政府、行业团体和环保人士都同意e 如果英国要履行其碳排放承诺,核能将在我们的能源结构中发挥至关重要的作用。创新的制造技术将成为以具有成本效益的方式将低碳电力翻两番的关键。向净零排放的必要举措将需要大量投资和对既定工作方式的破坏,但制造商准备好采取行动的机会挑战是真实存在的。好消息是高价值制造弹射器中心等组织随时可以提供帮助。
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