Lista de projetos de pequenos reatores modulares - List of small modular reactor designs

Reatores modulares pequenos (SMR) têm aproximadamente um terço do tamanho das atuais usinas nucleares (cerca de 350 MWe ) ou menos e têm projetos compactos e escaláveis ​​que se propõem a oferecer uma série de benefícios de segurança, construção e econômicos, oferecendo grande potencial para redução investimento de capital inicial e escalabilidade.

Tabela de resumo

  Projeto   Licenciamento   Em construção   Operacional   Cancelado   Aposentado

Lista de projetos de pequenos reatores nucleares
Nome Potência bruta (MW e ) Modelo Produtor País Status
4S 10–50 SFR Toshiba Japão Projeto detalhado
ABV-6 6-9 PWR OKBM Afrikantov Rússia Projeto detalhado
ACP100 125 PWR China National Nuclear Corporation China Em construção
TMSR-LF1 10 MW MSR China National Nuclear Corporation China Em construção
ARC-100 100 SFR ARC Nuclear Canadá Design: revisão do design do fornecedor. Uma unidade aprovada para construção em Point Lepreau Nuclear Generating Station em dezembro de 2019.
MMR 5 MSR Ultra Safe Nuclear Corp. Canadá Estágio de licenciamento
ANGSTREM 6 LFR OKB Gidropress Rússia Design conceptual
B&W mPower 195 PWR Babcock e Wilcox Estados Unidos Cancelado em março de 2017
BANDI-60 60 PWR (flutuante) KEPCO Coreia do Sul Projeto detalhado
BREST-OD-300 300 LFR Atomenergoprom Rússia Em construção
BWRX-300 300 ABWR GE Hitachi Energia Nuclear Estados Unidos Estágio de licenciamento
CAREM 27-30 PWR CNEA Argentina Em construção
Queimador de resíduos Copenhagen Atomics 50 MSR Copenhagen Atomics Dinamarca Design conceptual
HTR-PM 210 (2 reatores uma turbina) HTGR China Huaneng China Um reator crítico.
CMSR 100 MSR Seaborg Technologies Dinamarca Design conceptual
EGP-6 11 RBMK Projeto IPPE e Teploelektroproekt Rússia Operacional
(não comercializado ativamente devido ao design legado, será retirado de operação permanentemente em 2021)
ELENA 0,068 PWR Instituto Kurchatov Rússia Design conceptual
Poço de energia 8,4 MSR cs: Centrum výzkumu Řež Czechia Design conceptual
Flexblue 160 PWR Grupo Areva TA / DCNS França Design conceptual
Fuji MSR 200 MSR Fórum Internacional de Sal Fundido de Tório (ITMSF) Japão Design conceptual
GT-MHR 285 GTMHR OKBM Afrikantov Rússia Projeto conceitual concluído
G4M 25 LFR Energia Gen4 Estados Unidos Design conceptual
GT-MHR 50 GTMHR Atômica Geral , Framatom Estados Unidos, França Design conceptual
IMSR 400 185–192 MSR Energia Terrestre Canadá Design conceptual
TMSR-500 500 MSR ThorCon Indonésia Design conceptual
ÍRIS 335 PWR Westinghouse -led internacional Design (básico)
KLT-40 S 35 PWR OKBM Afrikantov Rússia Operativo
MHR-100 25–87 HTGR OKBM Afrikantov Rússia Design conceptual
MHR-T 205,5x4 HTGR OKBM Afrikantov Rússia Design conceptual
MRX 30-100 PWR JAERI Japão Design conceptual
NP-300 100–300 PWR Areva TA França Design conceptual
NuScale 45 PWR NuScale Power LLC Estados Unidos Estágio de licenciamento
Nuward 300-400 PWR consórcio França Projeto conceitual, construção prevista para 2030
PBMR-400 165 HTGR Eskom África do Sul Cancelado. Adiado indefinidamente
RITM-200 50 PWR OKBM Afrikantov Rússia Operacional desde outubro de 2019
Rolls-Royce SMR 470 PWR Rolls Royce Reino Unido Estágio de design
SEALER 55 LFR LeadCold Suécia Estágio de design
INTELIGENTE 100 PWR KAERI Coreia do Sul Licenciado
SMR-160 160 PWR Holtec International Estados Unidos Design conceptual
SVBR-100 100 LFR OKB Gidropress Rússia Projeto detalhado
SSR -W 300-1000 MSR Energia Moltex Reino Unido Design conceptual
S-PRISM 311 FBR GE Hitachi Energia Nuclear Estados Unidos / Japão Projeto detalhado
TerraPower 10 TWR Empreendimentos intelectuais Estados Unidos Design conceptual
Bateria U 4 HTGR Consórcio U-Battery Reino Unido Trabalho de design e desenvolvimento
VBER-300 325 PWR OKBM Afrikantov Rússia Estágio de licenciamento
VK-300 250 BWR Atomstroyexport Rússia Projeto detalhado
VVER-300 300 BWR OKB Gidropress Rússia Design conceptual
Westinghouse SMR 225 PWR Westinghouse Electric Company Estados Unidos Cancelado. Projeto preliminar concluído.
Xe-100 80 HTGR Energia X Estados Unidos Desenvolvimento de design conceitual
Atualizado em 2014. Alguns reatores não estão incluídos no Relatório da IAEA. Nem todos os reatores da IAEA estão listados lá foram adicionados ainda e alguns foram adicionados (anno 2021) que ainda não foram listados no agora datado relatório da IAEA.

Projetos de reatores

ACP100

Em 2021, a construção do ACP100 foi iniciada na central nuclear de Changjiang. Anteriormente, em julho de 2019, a CNNC anunciou que começaria a construir uma demonstração ACP100 SMR até o final do ano na Usina Nuclear de Changjiang existente . O projeto do ACP100 começou em 2010. É um módulo de reator totalmente integrado com um sistema de refrigeração interna, com um intervalo de abastecimento de 2 anos, produzindo 385 MWt e cerca de 125 MWe.

ARC-100

O ARC-100 é um reator do tipo piscina, de fluxo rápido, resfriado a sódio de 100 MWe, com combustível metálico baseado na operação bem-sucedida de 30 anos do Reator Criador Experimental II em Idaho. A ARC Nuclear está desenvolvendo este reator no Canadá, em parceria com a GE Hitachi Nuclear Energy , com a intenção de complementar as instalações CANDU existentes .

BWRX-300: Estados Unidos

Uma versão reduzida do ESBWR , que elimina a possibilidade de grandes acidentes com perda de líquido refrigerante, permitindo mecanismos de segurança mais simples. Em janeiro de 2020, a GE Hitachi Nuclear Energy iniciou o processo de licenciamento regulatório do BWRX-300 com a Comissão Reguladora Nuclear dos EUA .

CAREM: Argentina

Desenvolvido pela Comissão Nacional de Energia Atômica da Argentina (CNEA) e INVAP , o CAREM é um reator simplificado de água pressurizada (PWR) projetado para ter uma potência elétrica de 100 MW ou 25 MW. É um reator integral - o circuito de refrigeração do sistema primário está totalmente contido no vaso do reator.

O combustível é óxido de urânio com um235
Enriquecimento em U
de 3,4%. O sistema de refrigeração principal usa circulação natural , portanto, não há necessidade de bombas, o que oferece segurança inerente contra derretimento do núcleo , mesmo em situações de acidente. O design integral também minimiza o risco de acidentes com perda de líquido refrigerante (LOCA). É necessário reabastecimento anual. Atualmente, o primeiro reator do tipo está sendo construído próximo à cidade de Zárate, no norte da província de Buenos Aires.

Copenhagen Atomics: Dinamarca

O queimador de resíduos Copenhagen Atomics é desenvolvido pela Copenhagen Atomics , uma empresa dinamarquesa de tecnologia de sal fundido. O Copenhagen Atomics Waste Burner é um reator de espectro térmico de um único fluido, moderado por água pesada, à base de flúor e de sal fundido controlado de forma autônoma. Ele é projetado para caber dentro de um contêiner de remessa de aço inoxidável de 12 metros à prova de vazamentos. O moderador de água pesada é isolado termicamente do sal e continuamente drenado e resfriado abaixo de 50 ° C. Uma versão moderadora de lítio-7 deuteróxido fundido ( 7 LiOD) também está sendo pesquisada. O reator utiliza o ciclo de combustível de tório usando o plutônio separado do combustível nuclear gasto como a carga físsil inicial para a primeira geração de reatores, eventualmente fazendo a transição para um reprodutor de tório.

Indústrias Elysium

O projeto do Elysium, chamado Sal de Cloreto Fundido, Reator Rápido (MCSFR), é um reator de espectro rápido, o que significa que a maioria das fissões são causadas por nêutrons de alta energia (rápidos). Isso permite a conversão de isótopos férteis em combustível produtor de energia, usando combustível nuclear de forma eficiente e fechando o ciclo do combustível. Além disso, isso pode permitir que o reator seja abastecido com combustível nuclear usado de reatores de água.

Fonte de calor nuclear encapsulada (ENHS): Estados Unidos

ENHS é um reator de metal líquido (LMR) que usa refrigerante de chumbo (Pb) ou chumbo-bismuto (Pb-Bi). O Pb tem um ponto de ebulição mais alto do que o outro metal refrigerante comumente usado, o sódio , e é quimicamente inerte com o ar e a água. A dificuldade é encontrar materiais estruturais que sejam compatíveis com o refrigerante Pb ou Pb-Bi, especialmente em altas temperaturas. O ENHS utiliza a circulação natural do refrigerante e do vapor da turbina, eliminando a necessidade de bombas. Ele também é projetado com controle autônomo, com um projeto de geração de energia seguindo a carga e uma eficiência térmica para elétrica de mais de 42%. O combustível é U – Zr ou U – Pu – Zr e pode manter o reator em potência total por 15 anos antes de precisar ser reabastecido, com qualquer239
Pu
a 11% ou235
U
em 13%

Ele requer armazenamento no local, pelo menos até que esfrie o suficiente para que o refrigerante se solidifique, tornando-o muito resistente à proliferação . No entanto, o vaso do reator pesa 300 toneladas com o refrigerante dentro, o que pode representar algumas dificuldades de transporte.

Flibe Energy: Estados Unidos

A Flibe Energy é uma empresa com sede nos Estados Unidos estabelecida para projetar, construir e operar pequenos reatores modulares baseados na tecnologia de reator de fluoreto líquido (LFTR) (um tipo de reator de sal fundido ). O nome "Flibe" vem FLiBe , um F luoride sal de Li thium e Seja ryllium , usado em LFTRs. Inicialmente, a versão de 20–50 MW (elétrica) será desenvolvida, a ser seguida por "reatores de classe de utilidade" de 100 MWe posteriormente. A construção da linha de montagem está planejada, produzindo "unidades móveis que podem ser dispersas por todo o país onde precisam ir para gerar energia". Inicialmente, a empresa está se concentrando na produção de SMRs para alimentar bases militares remotas. O Flibe também foi proposto para uso em um reator de fusão, tanto como refrigerante primário quanto para gerar combustível de trítio para reatores DT.

HTR-PM: China

O HTR-PM é um reator de leito de seixo de geração IV de alta temperatura resfriado a gás (HTGR) , parcialmente baseado no protótipo de reator HTR-10 anterior . A unidade do reator tem capacidade térmica de 250 MW, e dois reatores são conectados a uma única turbina a vapor para gerar 210 MW de eletricidade.

Hyperion Power Module (HPM): Estados Unidos

Uma versão comercial de um projeto do Laboratório Nacional de Los Alamos , o HPM é um LMR que usa um refrigerante Pb-Bi. Tem uma produção de 25 MWe e menos de 20%235
Enriquecimento U. O reator é um vaso lacrado, que é trazido intacto ao local e retirado intacto para reabastecimento na fábrica, reduzindo os perigos de proliferação. Cada módulo pesa menos de 50 toneladas. Possui recursos de segurança ativos e passivos.

Reator Integral de Sal Fundido (IMSR): Canadá

O IMSR é um projeto SMR 33–291 MWe que está sendo desenvolvido pela Terrestrial Energy com sede em Mississauga, Canadá. O núcleo do reator inclui componentes de dois projetos existentes; o Reator Desnaturado de Sal Fundido (DMSR) e o Reator Modular Pequeno de Alta Temperatura Avançada (smAHRT). Ambos os projetos são do Laboratório Nacional de Oak Ridge. As principais características do projeto incluem moderação de nêutrons de grafite (espectro térmico) e abastecimento de urânio pouco enriquecido dissolvido em sal fundido à base de fluoreto. A meta do TEI é ter o IMSR licenciado e pronto para implantação comercial no início da próxima década. Atualmente, está progredindo na Revisão do Projeto do Fornecedor (VDR) com a Comissão Canadense de Segurança Nuclear (CNSC).

International Reactor Innovative & Secure (IRIS): Estados Unidos

Desenvolvido por um consórcio internacional liderado pela Westinghouse e a iniciativa de pesquisa de energia nuclear (NERI), IRIS -50 é um PWR modular com uma capacidade de geração de 50 MWe. Ele usa a circulação natural para o refrigerante. O combustível é um óxido de urânio com 5% de enriquecimento de235
U
que pode funcionar por cinco anos entre reabastecimento. Um enriquecimento maior pode prolongar o período de reabastecimento, mas pode representar alguns problemas de licenciamento. O Iris é um reator integral, com um design de contenção de alta pressão.

KLT-40 modificado: Rússia

Com base no projeto de fontes de energia nuclear para quebra-gelos russos, o KLT-40 modificado usa um sistema PWR comprovado e disponível comercialmente. O sistema de refrigeração depende da circulação forçada de água pressurizada durante a operação normal, embora a convecção natural seja utilizável em emergências. O combustível pode ser enriquecido acima de 20%, o limite para o urânio pouco enriquecido, o que pode representar problemas de não proliferação. O reator tem um sistema de segurança ativo (requer ação e energia elétrica) com um sistema de alimentação de água de emergência. O reabastecimento é necessário a cada dois a três anos. O primeiro exemplo é um navio de 21.500 toneladas, o Akademik Lomonosov lançado em julho de 2010. A construção do Akademik Lomonosov foi concluída nos estaleiros de São Petersburgo em abril de 2018. Em 14 de setembro de 2019, ele chegou à sua localização permanente na região de Chukotka, onde Fornece calor e eletricidade, em substituição à Usina Nuclear de Bilibino , que também utiliza SMR, do antigo projeto EGP-6, a ser desativada. Akademik Lomonosov iniciou a operação em dezembro de 2019.

mPower: Estados Unidos

O mPower da Babcock & Wilcox (B&W) é um PWR SMR integrado. Os sistemas de abastecimento de vapor nuclear (NSSS) do reator chegam ao local já montados e, por isso, exigem pouquíssima construção. Cada módulo do reator produziria cerca de 180 MWe e poderia ser conectado para formar o equivalente a uma grande usina nuclear. A B&W submeteu uma carta de intenção para aprovação do projeto ao NRC . Babcock & Wilcox anunciaram em 20 de fevereiro de 2013 que haviam firmado um contrato com a Tennessee Valley Authority para solicitar licenças para construir um pequeno reator modular mPower no site Clinch River da TVA em Oak Ridge, Tennessee .

Em março de 2017, o projeto de desenvolvimento foi encerrado, com a Bechtel citando a impossibilidade de encontrar uma empresa de serviços públicos que fornecesse um local para um primeiro reator e um investidor.

NuScale: Estados Unidos

Originalmente um projeto do Departamento de Energia e da Universidade Estadual de Oregon, os reatores do módulo NuScale foram adquiridos pela NuScale Power , Inc. O NuScale é um reator de água leve (LWR), com235
Enriquecimento de combustível U inferior a 5%. Tem um período de reabastecimento de 2 anos. Os módulos, no entanto, são excepcionalmente pesados, cada um pesando aproximadamente 500 toneladas. Cada módulo tem uma saída elétrica de 60 MWe, e uma única usina NuScale pode ser dimensionada de um a 12 módulos para uma produção local de 720 MWe. A empresa originalmente esperava ter uma planta instalada e funcionando até 2018. A Comissão Reguladora Nuclear emitiu um relatório final de avaliação de segurança sobre o projeto NuScale SMR em agosto de 2020, aprovando as medidas de segurança e permitindo que NuScale continue a próxima fase de seu processo de projeto . Mais recentemente, está buscando a aprovação de planos para que uma planta comece a operar em 2026.

Reator modular de leito de seixo (PBMR): África do Sul

O PBMR é uma versão modernizada de um projeto proposto pela primeira vez na década de 1950 e implantado na década de 1960 na Alemanha. Ele usa elementos de combustível esféricos revestidos com grafite e carboneto de silício preenchidos com até 10.000 partículas TRISO , que contêm dióxido de urânio ( UO
2
) e camadas de passivação e segurança adequadas. Os seixos são então colocados em um núcleo de reator, compreendendo cerca de 450.000 "seixos". A produção do núcleo é 165 MWe. Funciona a temperaturas muito altas (900 ° C) e usa hélio, um gás nobre como refrigerante primário; o hélio é usado porque não interage com materiais estruturais ou nucleares. O calor pode ser transferido para geradores de vapor ou turbinas a gás, que podem usar os ciclos Rankine (vapor) ou Brayton (turbina a gás). A África do Sul encerrou o financiamento para o desenvolvimento do PBMR em 2010 e adiou o projeto indefinidamente); a maioria dos cientistas que trabalham no projeto mudou-se para países como Estados Unidos, Austrália e Canadá.

Purdue Novel Modular Reactor (NMR): Estados Unidos

Com base nos projetos do reator econômico simplificado de água fervente da General Electric (GE), o NMR é um SMR de circulação natural com uma saída elétrica de 50 MWe. O NMR tem um vaso de pressão do reator muito mais curto em comparação com os BWRs convencionais. O vapor refrigerante aciona as turbinas diretamente, eliminando a necessidade de um gerador de vapor. Ele usa circulação natural, portanto, não há bombas de refrigerante. O reator tem coeficientes de temperatura vazios e negativos. Ele usa um combustível de óxido de urânio com235
Enriquecimento U de 5%, que não precisa ser reabastecido por 10 anos. Os sistemas de segurança dupla passiva incluem injeção de água acionada por gravidade e sistema de resfriamento da cavidade de contenção para resistir ao blecaute prolongado da estação em caso de acidentes graves. O NMR exigiria armazenamento temporário no local do combustível usado e, mesmo com o design modular, precisaria de uma montagem significativa.

Reator de hélio modular de turbina a gás (GTMHR): Estados Unidos

Esquema básico de um reator resfriado a gás

O GTMHR é um projeto General Atomics . É um reator refrigerado a gás hélio. O reator está contido em um vaso, com todo o refrigerante e equipamento de transferência de calor encerrado em um segundo vaso, ligado ao reator por uma única linha coaxial para o fluxo do refrigerante. A usina é um prédio de quatro andares, totalmente acima do solo, com uma saída elétrica de 10–25 MW. O refrigerante de hélio não interage com os metais estruturais ou a reação e simplesmente remove o calor, mesmo em temperaturas extremamente altas, que permitem cerca de 50% de eficiência, enquanto as usinas de refrigeração a água e de combustível fóssil em média 30-35%. O combustível é um combustível de partículas revestidas com óxido de urânio com enriquecimento de 19,9%. As partículas são pressionadas em elementos de combustível cilíndricos e inseridas em blocos de grafite. Para uma planta de 10MWe, existem 57 desses blocos de grafite no reator. O período de reabastecimento é de seis a oito anos. O armazenamento temporário no local de combustível usado é necessário. Os riscos de proliferação são bastante baixos, uma vez que existem poucos blocos de grafite e seria muito perceptível se alguns deles desaparecessem.

Rolls-Royce SMR

A Rolls-Royce está preparando um projeto PWR de três loops de acoplamento próximo, às vezes chamado de UK SMR. A produção de energia foi originalmente planejada para ser 440 MWe, posteriormente aumentada para 470 MWe, que está acima da faixa usual considerada um SMR. Uma torre de resfriamento modular de tiragem forçada será usada. O projeto visa um tempo de construção de 500 dias, em um local de 10 acres (4 ha). O tempo total de construção é estimado em quatro anos, dois anos para preparação do local e dois anos para construção e comissionamento. O custo-alvo é de £ 1,8 bilhão para a quinta unidade construída.

O consórcio que desenvolve o projeto está buscando financiamento do governo do Reino Unido para apoiar o desenvolvimento futuro. Em 2017, o governo do Reino Unido forneceu financiamento de até £ 56 milhões ao longo de três anos para apoiar a pesquisa e o desenvolvimento de SMR. Em 2019, o governo comprometeu mais £ 18 milhões para o desenvolvimento de seu Fundo de Desafio de Estratégia Industrial.

Super seguro, pequeno e simples (4S): Japão

Projeto do reator Toshiba 4S

Projetado pelo Instituto Central de Pesquisas da Indústria de Energia Elétrica (CRIEPI), o 4S é um projeto extremamente modular, fabricado em fábrica e exigindo pouquíssima construção no local. É um reator resfriado a sódio (Na), usando um combustível U – Zr ou U – Pu – Zr. O projeto se baseia em um refletor de nêutrons móvel para manter um nível de energia em estado estacionário por cerca de 10 a 30 anos. O refrigerante de metal líquido permite o uso de bombas eletromagnéticas (EM), com circulação natural, utilizadas em emergências.

Reator de sal estável (SSR): Reino Unido

O reator de sal estável (SSR) é um projeto de reator nuclear proposto pela Moltex Energy . Representa um avanço na tecnologia de reatores de sal fundido , com potencial para tornar a energia nuclear mais segura, barata e limpa. A natureza modular do projeto, incluindo o núcleo do reator e edifícios não nucleares, permite uma implantação rápida em grande escala. O projeto usa sal de combustível estático em conjuntos de combustível convencionais, evitando assim muitos dos desafios associados ao bombeamento de um fluido altamente radioativo e, simultaneamente, está em conformidade com muitos padrões internacionais pré-existentes. Os desafios dos materiais também são bastante reduzidos com o uso de aço certificado nuclear padrão, com risco mínimo de corrosão.

A variante de queima de resíduos SSR SSR-W, avaliada em 300MWe, está atualmente progredindo através do Vendor Design Review (VDR) com a Comissão de Segurança Nuclear Canadense (CNSC).

Reator de ondas viajantes (TWR): Estados Unidos

O TWR da Intellectual Ventures ' TerraPower equipe é um outro projeto inovador reator. É baseado na ideia de uma reação em cadeia de fissão movendo-se através de um núcleo em uma "onda". A ideia é que a lenta geração e queima de combustível se movam através do núcleo por 50 a 100 anos sem precisar ser interrompida, desde que haja abundância de férteis238
U
é fornecido. O unico enriquecido235
U
necessário seria uma camada fina para iniciar a reação em cadeia. Até o momento, o reator existe apenas em teoria, sendo o único teste feito com simulações em computador. Um grande conceito de reator foi projetado, mas o pequeno design modular ainda está sendo concebido.

Westinghouse SMR

O projeto Westinghouse SMR é uma versão reduzida do reator AP1000, projetado para gerar 225 MWe.

Depois de perder uma segunda vez em dezembro de 2013 para financiamento por meio do programa de comercialização SMR do Departamento de Energia dos EUA e citando "nenhum cliente" para a tecnologia SMR, a Westinghouse anunciou em janeiro de 2014 que está recuando do desenvolvimento do SMR da empresa. A equipe da Westinghouse dedicada ao desenvolvimento de SMR foi "priorizada" para o AP1000 da empresa.


DAVID SMR: República Tcheca

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O Tcheco DAVID SMR é uma tecnologia de minirreator nuclear (50 MWe) para produção descentralizada de energia, criado pelo escritório de projetos tcheco Czechatom, em cooperação com especialistas do Grupo de Engenharia Tcheco BRESSON, com o envolvimento de instituições científicas tchecas, incluindo o Instituto de Termomecânica da Academia de Ciências Tcheca, do Departamento de Reatores Nucleares da Universidade Técnica Tcheca e de outros especialistas internacionais no campo da energia nuclear.

O projeto do vaso do reator permite a substituição mais fácil e segura do módulo de combustível em usinas nucleares individuais e, portanto, minimiza a complexidade de sua operação.

O detentor da tecnologia DAVID SMR é a empresa tcheca Witkowitz Atomica, que faz parte da estrutura de um dos maiores grupos industriais da Europa central, a WITKOWITZ.

Veja também

Referências

links externos