图片来源:美国能源部橡树岭国家实验室
轻水反应堆高级模拟联盟使用其反应堆应用虚拟环境(VERA)软件,用于各种核反应堆的建模和模拟,例如Westinghouse AP1000压水反应堆。通过最近由能源部提供的资金,ORNL将与Exelon Generation合作,提高VERA软件在沸水反应堆应用中的能力,从而更好地预测反应堆性能。能源部的橡树岭国家实验室正在与工业界合作开展六个新项目,这些项目的重点是推进商业核能技术的发展,这些技术可以为当前的核反应堆提供潜在的改进,并使新的反应堆设计更接近部署。
能源部对这些以行业为主导的项目的支持使每个公司都可以访问ORNL的核专家和设施。涉及ORNL的项目总资金约为950万美元,两个项目的额外行业成本分摊使总价值达到约1200万美元。
“我们很高兴有机会帮助回答一些业界最棘手的问题。工作的多样性将利用我们在建模和模拟,材料,安全性,聚变和裂变方面的世界领先的核专业知识,“ ORNL核科学与工程理事会副实验室主任Alan Icenhour说。“作为一个国家实验室,我们希望与工业界合作,作为确保核能未来充满希望的一部分。这笔资金将使我们能够继续发展这些合作。“
其中两个项目得到美国能源部核能办公室计划的支持,即美国先进核技术发展的工业机会:
Exelon Generation和ORNL将寻求改进沸水反应堆的建模和模拟技术,这可以增强当前反应堆的运行和先进的反应堆开发。利用基于ORNL 的光水反应堆高级模拟联盟,该合作伙伴关系将采用当前的模拟工具,主要模拟压水反应堆并将其扩展用于模拟BWR。爱达荷国家实验室和多所大学也将支持这一项目。
ORNL将与分析和测量服务公司以及太平洋西北国家实验室合作,研究核电厂电缆和电缆绝缘老化相关恶化的开发标准。ORNL将提供电缆表征专业知识,并修改现有设施以适应更强大的测试。
DOE-NE的核加速创新门户正在资助四个项目,其中包括ORNL作为合作伙伴设施:
Exelon公司将与ORNL合作,利用血浆分离工艺进行钆-157富集的可行性研究。通过在现有反应堆的燃料设计中使用浓缩形式的钆,核电厂可能在美国每年减少燃料成本超过1亿美元。作为等离子体和核聚变核科学的领导者,ORNL将协助Exelon确定现代技术是否能使该过程在经济上可行。
ORNL将与Eastman和INL合作设计和分析集成核混合能源系统。ORNL在先进反应堆技术方面的广泛专业知识使该实验室成为分析作为伊士曼长期能源战略可能能源的核电系统的运行性能,成本和可靠性的理想合作伙伴。
NexDefense,Inc。将与ORNL合作分析该公司用于核反应堆的网络安全软件。该项目将详细介绍该软件的优点,并分析核反应堆操作系统中潜在的网络漏洞。
Westinghouse Electric Company和ORNL将开发和评估用于铅冷却快堆应用的氧化铝成形奥氏体不锈钢。在优化反应器各部分的这种材料时,项目团队力求克服高温铅兼容性的关键障碍。ORNL在研究液态金属相容性和开发用于极端环境的氧化铝合金方面有着广泛的历史。
ORNL的科学家和行业合作伙伴将担任每个项目的负责人。在Exelon Generation和ORNL为沸水反应堆应用提供更强大的建模和模拟的工作中,这项工作将带来多种好处。
“该项目下先进的建模和仿真软件的不断发展将不仅对提高反应性和热裕量预测,而且对新燃料产品和设计的持续发展起着至关重要的作用,例如事故容忍燃料及其在当前运行中的部署沸水反应堆,“轻水反应堆可持续性计划技术集成办公室副主任Mehdi Asgari说道,以及ORNL与Exelon Generation项目的主要调查员。“开发这些用于沸水反应堆的先进建模和模拟技术将提高轻水反应堆车队的运行性能,效率和安全性。”
这六个项目是通过美国能源部资助机会公告提供的第三轮融资的一部分。总的来说,能源部在2018年提供了近1亿美元,用于支持开发创新核技术的公私伙伴关系。
UT-Battelle,LLC负责管理美国能源部科学办公室的ORNL。科学办公室是美国物理科学基础研究的最大支持者,正在努力解决我们时代的一些最紧迫的挑战。