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加拿大核聚變示范電廠(chǎng)準備就緒!

加拿大核聚變示范電廠(chǎng)準備就緒!

  • 分類(lèi):行業(yè)資訊
  • 作者:
  • 來(lái)源:
  • 發(fā)布時(shí)間:2021-11-18 17:03
  • 訪(fǎng)問(wèn)量:

【概要描述】

加拿大核聚變示范電廠(chǎng)準備就緒!

【概要描述】

  • 分類(lèi):行業(yè)資訊
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詳情

總部位于加拿大的通用核聚變公司(General Fusion)在努力通過(guò)磁化靶聚變(MTF)技術(shù)改變世界的供電方式。

1、示范電廠(chǎng)建設

今年,通用核聚變公司宣布將為其磁化靶聚變(MTF)技術(shù)建造一座示范工廠(chǎng),標示著(zhù)這場(chǎng)清潔核聚變能源商業(yè)化的競賽達到了一個(gè)里程碑點(diǎn)。

該核電廠(chǎng)將用于驗證通用核聚變公司的MTF技術(shù)是否能夠在電廠(chǎng)相關(guān)規模上以實(shí)用且經(jīng)濟高效的方式創(chuàng )造核聚變條件。預計2022年開(kāi)始施工,大約三年后開(kāi)始運營(yíng)。

MTF與托卡馬克等其他聚變技術(shù)競爭,如聯(lián)合歐洲環(huán)面(JET)。兩者都需要將燃料加熱和壓縮到極高的溫度,最終開(kāi)始發(fā)生聚變反應。

和托卡馬克一樣,MTF反應堆也包括磁場(chǎng)中的熱等離子體。但托卡馬克中的等離子體燃料使用外部能源加熱時(shí),MTF反應堆中的等離子體會(huì )因加壓而過(guò)熱。這個(gè)壓力是由配合產(chǎn)生壓力波的活塞施加的。

等離子體被液態(tài)金屬“壁”包圍,熱的“中子”從等離子體中逸出,并被液態(tài)金屬俘獲。

熱交換器提取能量——與其他聚變設計一樣,通過(guò)常規渦輪發(fā)電機將能量轉換為電能。

實(shí)際上,在通用核聚變公司的MTF中,這種金屬壁的形式是一個(gè)裝有液態(tài)金屬的罐,它被旋轉直到形成一個(gè)空腔。

氫等離子體被注入空腔。等離子體被壓縮并加熱到1億多攝氏度,然后發(fā)生聚變。金屬壁可以與液態(tài)鋰結合,在發(fā)電廠(chǎng)內產(chǎn)生氚。

聚變示范工廠(chǎng)(FDP)將由英國原子能管理局(UKAEA)在牛津郡的Culham校區主導。

它聲稱(chēng)是為支持聚變演示而建立的第一個(gè)公私合作伙伴關(guān)系,該演示將專(zhuān)注于提供一個(gè)完整的發(fā)電廠(chǎng),而不是演示核心聚變技術(shù)。

通用核聚變公司表示,FDP將確認MTF技術(shù)的性能和經(jīng)濟性,以便該公司能夠將其擴展到商業(yè)核聚變試驗工廠(chǎng)。

MTF發(fā)電廠(chǎng)的關(guān)鍵部件是等離子體噴射器、活塞和液態(tài)金屬渦流,在一個(gè)在直徑僅為3米的中心堆芯反應堆中。

目前,通用聚變公司正在開(kāi)發(fā)和優(yōu)化這些組件,以加快示范電廠(chǎng)的建設。

2、發(fā)揮聚變能源優(yōu)勢

通用聚變公司表示,這種實(shí)用的方法將最大限度地利用現有的工業(yè)技術(shù),因此從技術(shù)測試到商業(yè)部署的時(shí)間更短。

FDP的目標是在21世紀30年代初為商業(yè)試點(diǎn)工廠(chǎng)“創(chuàng )造條件”。

該公司列舉了四個(gè)優(yōu)勢,它相信這四個(gè)優(yōu)勢將更快發(fā)揮聚變能源的全部長(cháng)處,他們是:

材料耐久性:液態(tài)金屬襯里可以保護MTF結構不受聚變反應釋放的中子的影響,克服了面向等離子體材料的結構損壞問(wèn)題(也稱(chēng)為“第一壁”問(wèn)題)。

燃料制造:通用聚變公司使用高功率活塞將等離子體壓縮到聚變狀態(tài)。高速數字控制管理和500個(gè)驅動(dòng)器活塞,以便在毫秒內完成壓縮過(guò)程。當液態(tài)金屬壓縮等離子體時(shí)發(fā)生聚變,導致能量和氚的釋放,這些能量和氚將被捕獲并用作燃料。

能量轉換:在商業(yè)中試工廠(chǎng)中,熱量將從金屬中提取出來(lái)并用于產(chǎn)生蒸汽。蒸汽將驅動(dòng)渦輪機并發(fā)電,這是當今發(fā)電中常用的方式。

能源經(jīng)濟性:MTF易于制造和擴展,因為它使用簡(jiǎn)單的電磁鐵,避免了昂貴的激光器。使用實(shí)用的、現有的技術(shù)——蒸汽驅動(dòng)活塞——將等離子體壓縮到聚變狀態(tài),不需要其他聚變方法中使用的奇異激光或巨大磁鐵。蒸汽活塞實(shí)際上在商業(yè)電廠(chǎng)中使用,電力轉換系統在市場(chǎng)上也很容易買(mǎi)到。

3、擴大規模

通用核聚變公司的FDP計劃于2022年開(kāi)工,預計2025年開(kāi)始運營(yíng)。

FDP的規模將達到商業(yè)中試工廠(chǎng)的70%,預計占地面積約11000平方米,擁有3000噸機器。在這種規模下,據稱(chēng)FDP比任何其他聚變能原型更接近發(fā)電廠(chǎng)。

FDP和商業(yè)試驗工廠(chǎng)將達到等離子體聚變溫度——超過(guò)1億攝氏度。達到熔合溫度,允許通用聚變公司使用可擴展到發(fā)電廠(chǎng)的方法證明原型的性能。

通用聚變公司與工程和建筑公司Hatch合作,支持FDP的開(kāi)發(fā)和交付。

這包括Hatch對通用聚變公司6500萬(wàn)美元的E輪融資。

通用核聚變公司首席執行官Christofer Mowry在宣布合作關(guān)系時(shí)說(shuō),“聚變技術(shù)商業(yè)化的成功取決于全球能源行業(yè)相關(guān)者的積極參與。Hatch的加入受到高度重視,他們了解電廠(chǎng)工程的實(shí)際情況,并將有助于確保我們開(kāi)發(fā)一種實(shí)用且按需的清潔技術(shù),最終實(shí)現我們都在談?wù)摰哪茉崔D型。”

Hatch將電廠(chǎng)設計、選址、許可和其他專(zhuān)業(yè)能力引入該項目,并表示將在現有140名員工的基礎上增加三倍,以支持該項目并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)該技術(shù)。

4、向世界展示聚變技術(shù)

通用聚變公司的FDP將向潛在客戶(hù)(如公用事業(yè)公司)展示其技術(shù),這些客戶(hù)將對FDP的提出他們的期望需求,公司將利用這一點(diǎn)優(yōu)化商業(yè)設計,以滿(mǎn)足他們的需求。

FDP大樓由屢獲殊榮的英國建筑師Amanda Levete設計,主題是“開(kāi)放、透明、鼓舞人心”,以展示聚變能源在緩解氣候變化方面的潛力。

在Culham校園,為了吸引游客,進(jìn)行了各種環(huán)境設計,包括教育走廊,提供相關(guān)聚變前沿信息展示,引發(fā)游客思考清潔能源的未來(lái)。

作為第一家獲得多個(gè)政府支持的私營(yíng)公司,通用聚變公司表示,它正在創(chuàng )造新的國際合作模式。

通過(guò)與UKAEA的合作,它正在將其市場(chǎng)份額從北美擴展到歐洲,擴大公司在政府、相關(guān)機構和工業(yè)領(lǐng)域的全球網(wǎng)絡(luò )。

通用聚變公司還積極參與市場(chǎng),以形成早期采用者的渠道。通過(guò)該網(wǎng)絡(luò ),公司將不斷改進(jìn)研發(fā)技術(shù),以滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。

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發(fā)布時(shí)間:2023-06-19 16:33:22

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