近日，美國核工業(yè)人士稱，具備更高濃縮比和更高燃耗的新型事故容錯(cuò)燃料(ATF)可延長壓水堆(PWR)換料周期，鑒于此，核電運(yùn)營商對(duì)事故容錯(cuò)燃料興趣日漸濃厚，這會(huì)在短期內(nèi)帶動(dòng)鈾礦需求量的增長。
西屋的ADOPT™事故容錯(cuò)燃料芯塊
所有核燃料供應(yīng)商都在測試采用涂層包殼包覆燃料芯塊的新型設(shè)計(jì)。新型事故容錯(cuò)燃料可增加操縱員應(yīng)對(duì)嚴(yán)重事故工況的時(shí)間，并提高反應(yīng)堆運(yùn)行業(yè)績。
因有著更高的濃縮度和燃耗，新型事故容錯(cuò)燃料有可能將許多壓水堆的換料周期從18個(gè)月延長到24個(gè)月。據(jù)兩名業(yè)內(nèi)人士透露，部分電力公司或在考慮將換料周期延長至36個(gè)月，并有至少一家燃料供應(yīng)商在向潛在客戶建議延長換料周期。
運(yùn)營商對(duì)換料周期延長至24個(gè)月興趣濃厚
2023年5月16日，美國核能研究所(NEI)首席核能官道格·特魯(Doug True)在接受采訪時(shí)指出，美國核電運(yùn)營商對(duì)將核電廠換料周期延長至24個(gè)月興趣濃厚，部分電力公司無需等到更高濃度的反應(yīng)堆燃料(稱為新型低濃縮鈾，LEU+)上市，就能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
特魯指出，2022年通過的《通脹削減法案》(IRA)是延長核電廠換料周期的動(dòng)因之一。該法案出臺(tái)了稅收優(yōu)惠政策，明確規(guī)定：因延長反應(yīng)堆運(yùn)行周期增加的發(fā)電量，將獲得合理的價(jià)格補(bǔ)償。IRA提供高達(dá)15美元/MWh的補(bǔ)助，以防現(xiàn)有核電廠因電價(jià)過低而關(guān)閉，特別是在競爭激烈的商用電力市場。
2023年4月19日，弗吉尼亞州道明尼能源公司(Dominion Energy)核燃料采購組經(jīng)理湯姆·布魯克邁爾(Tom Brookmire)在荷蘭舉行的世界核燃料循環(huán)大會(huì)(WNFC)上發(fā)言時(shí)稱，道明尼能源公司正在考慮將旗下部分核電機(jī)組的換料周期延長至24個(gè)月，而康涅狄格州雙機(jī)組核電廠米爾斯通(Millstone)或?qū)⒃谖磥淼氖昀锍蔀槭鬃瓿蛇@一過渡的核電廠。
但包括米爾斯通核電廠3號(hào)機(jī)組在內(nèi)的部分美國核電機(jī)組如想要延長換料周期，將需要新型低濃縮鈾燃料，這種燃料的濃縮度要高于目前反應(yīng)堆燃料常見的5%濃縮度。
布魯克邁爾指出，在向高濃縮鈾燃料和更長換料周期過渡時(shí)，由于運(yùn)行周期延長，堆芯需要的燃料總量增加，因此，每次換料時(shí)鈾的需求量可能會(huì)暫時(shí)性增加30%~50%。到2028年或2029年，對(duì)鈾市場的影響可能開始顯現(xiàn)，具體時(shí)間將取決于新型燃料的上市時(shí)間。
美國光橋公司事故容錯(cuò)燃料組件
隨著反應(yīng)堆換料周期逐步延長，每次換料所需的鈾將有所增加，與傳統(tǒng)燃料相比，每次換料所需的鈾增幅接近10%~20%。但每次換料增加的鈾需求量，會(huì)因換料頻次減少而抵消，因此，從長遠(yuǎn)來看，鈾的總體需求量變化不大。
美國最大核電運(yùn)營商星座能源公司(Constellation)核燃料供應(yīng)主管珍妮·托爾托雷利(Jeanne Tortorelli)在世界核燃料循環(huán)大會(huì)小組討論時(shí)表示，將核電廠換料周期延長至24個(gè)月，鈾的使用效率會(huì)略低于較短周期，但有一些先進(jìn)的方法可以減少鈾的需求量。
對(duì)此，布魯克邁爾稱，對(duì)鈾需求量的預(yù)測是基于現(xiàn)有方法，但目前正在研究更先進(jìn)的方法，以提高燃料的利用率。
對(duì)于核電機(jī)組向24個(gè)月?lián)Q料周期過渡，核電運(yùn)營商展現(xiàn)出越來越濃厚的興趣。2022年12月，佛羅里達(dá)電力照明公司(Florida Power & Light)告知美國核管會(huì)(NRC)，公司計(jì)劃提交許可證更新申請(qǐng)，從2025年開始，將土耳其岬(Turkey Point)核電廠兩臺(tái)機(jī)組的換料周期延長至24個(gè)月。
2023年3月10日，PSEG下屬核電公司(Nuclear LLC)總裁兼首席核能官查爾斯·麥克費(fèi)特斯(Charles McFeaters)在投資商會(huì)議上表示，延長換料周期，可增加發(fā)電天數(shù)，降低核電廠在整個(gè)壽期內(nèi)的運(yùn)營成本，公司將抓住這一大好機(jī)遇，降低霍普河核電廠的每兆瓦發(fā)電成本。
業(yè)內(nèi)人士稱需要監(jiān)管指導(dǎo)
2023年5月11日，業(yè)內(nèi)人士在與NRC召開的會(huì)議上表示，NRC有關(guān)反應(yīng)堆換料數(shù)量的指南需要更新，以便順利推進(jìn)有效運(yùn)用事故容錯(cuò)燃料。
NEI事故容錯(cuò)燃料主管艾爾·瓊托什(Al Csontos)在會(huì)上表示，急需更新NRC監(jiān)管指南中第1.183條中規(guī)定的有別于核電廠許可基準(zhǔn)源項(xiàng)的通用方法。
源項(xiàng)系指核電廠的放射物清單及其在各種事故工況下發(fā)生放射性釋放的可能性。
根據(jù)NRC監(jiān)管指南，備選源項(xiàng)可以根據(jù)現(xiàn)代分析方法，為核電廠業(yè)主提供大范圍的成本效益提升。
瓊托什表示，NRC監(jiān)管指南1.183現(xiàn)已成為阻礙采用各類事故容錯(cuò)燃料設(shè)計(jì)的絆腳石，因此更新“勢在必行”。
NRC此前曾表示，計(jì)劃在2023年年中發(fā)布該指南的更新草案，但這一預(yù)估時(shí)間已推遲。核電行業(yè)要求NRC在2023年9月之前以某種形式發(fā)布最新指南，以避免行業(yè)推遲采用ATF燃料的決策。
2023年5月16日，NRC發(fā)言人斯科特·博內(nèi)爾(Scott Burnell)稱，因指南修訂問題大多超出了NRC工作人員的控制范圍，包括具有時(shí)效性的許可工作，NRC工作人員最近更改了發(fā)布監(jiān)管指南1.183修訂的時(shí)間表。根據(jù)新的時(shí)間表，NRC工作人員需要在2023年9月向反應(yīng)堆安全保障咨詢委員會(huì)(ACRS)匯報(bào)進(jìn)展情況，目標(biāo)是在會(huì)后盡快發(fā)布最終監(jiān)管指南。
博內(nèi)爾稱，NRC可通過該時(shí)間表了解持證單位關(guān)于事故容錯(cuò)燃料許可授權(quán)的進(jìn)展情況。
2023年5月2日，美國公共服務(wù)企業(yè)集團(tuán)(PSEG)董事長兼首席執(zhí)行官拉爾夫·拉羅薩(Ralph LaRossa)在財(cái)報(bào)電話會(huì)議上表示，經(jīng)NRC批準(zhǔn)，該公司計(jì)劃投入3000萬美元，對(duì)霍普河(Hope Creek)核電廠進(jìn)行改造，改造后，該電廠的換料周期將從18個(gè)月延長至24個(gè)月。該電廠通過改造延長換料周期，將不需要使用LEU+，同時(shí)電廠運(yùn)維成本將略有下降，機(jī)組發(fā)電量增加，但PSEG尚未披露增加的發(fā)電量。
