Hermes и Hermes-2 - различия проектов

В ноябре 2024 года комиссия по ядерному регулированию (NRC) США выдала строительную лицензию для проекта Hermes-2, разработанного компанией Kairos Power. Ранее в 2023 году американские регуляторы выдали строительную лицензию для проекта Hermes той же компании. Оба проекта будут построены в Окридже на территории технопарка "Восточный Теннесси" вплотную друг к другу. Шаровые твэлы и жидкосолевой теплоноситель Практически одновременная реализация двух схожих, но не аналогичных проектов является следствием принятой в компании Kairos политики итерационной демонстрации своей технологии жидкосолевых реакторов. Конечная цель, которую ставит перед собой компания, заключается в разработке и внедрении коммерческой атомной станции малой мощности (АСММ) под названием KP-FHR. Как указывается на сайте компании KP-FHR будет состоять из двух одинаковых модулей мощностью 75 МВт(э) каждый. Соответственно, мощности станции составит 150 МВт(э). В качестве топлива предполагается использовать топливо TRISO с ураном HALEU (обогащение 19,75%). В качестве теплоносителя - соль фтора FLiBe с выходной температурой 650°C. Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра До строительства и эксплуатации станции KP-FHR ещё далеко. Тем более, что достаточно необычная реакторная технология (сочетание шаровых твэлов и жидкосолевого теплоносителя) может по ходу освоения оказаться слишком сложной для реализации. Поэтому на данный момент компания Kairos предпочитает построить и пустить два простых экспериментальных проекта - Hermes и Hermes-2. Два проекта Различия между двумя проектами, на которые компания Kairos получила строительные лицензии, таковы. Hermes - исследовательский реактор тепловой мощностью 35 МВт(т). На нём не предусмотрена выработка электроэнергии. Отводимое от активной зоны тепло передаётся атмосфере через радиатор в подсистеме под названием Heat Rejection Subsystem (HRS). Hermes-2 - фактически это атомная станция малой мощности, состоящая из двух реакторов такого же типа, как и реактор Hermes. Суммарная тепловая мощность станции - 70 МВт(т). Станция снабжена единой для обоих реакторов турбиной и вырабатывает электроэнергию, электрическая мощность порядка 20 МВт(э). Строго говоря, Hermes-2 также следует относить к исследовательским реакторам. Однако в пропагандистских целях компания Kairos в случае успешного пуска Hermes-2 может назвать проект электростанцией и отнести к IV поколению. Слева - Hermes-2, справа - Hermes.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра Второй и третий контуры Кроме очевидного отличия по электрической мощности, у двух проектов есть ещё одна важная разница. В проект реакторной установки станции Hermes-2 добавлен промежуточный (второй) контур. Рабочее тело второго контура - эвтектическая смесь фторидов натрия и бериллия (BeNaF). Молярные доли - 57% фторид натрия, 43% фторид бериллия. Давление во втором контуре ниже, чем в первом - это должно гарантировать сохранение состава теплоносителя FLiBe при возможных отказах в промежуточном теплообменнике, через который происходит теплообмен между первым и вторым контурами. Эвтектика BeNaF обладает характеристиками, сходными с характеристиками FLiBe. Она термодинамически стабильна, совместима с конструкционными материалами и обладает химическими свойствами, аналогичными свойствам FLiBe. Выбор BeNaF неочевиден и уже стал предметом интереса со стороны американских регуляторов. Следует отметить, что компания Kairos в 2023 году признавала - она не располагает данными о примерах успешного промышленного применения данной соли. Подсистема HRS, унаследованная от проекта Hermes, в проекте реакторных установок Hermes-2 сохранится. Она будет тепло в атмосферу во время пуска и останова реакторов. Тепловая схема Hermes-2.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра В проекте Hermes-2 появился и третий контур, паровой. Его задача подавать перегретый пар на турбину для выработки электроэнергии. Третий контур един для обеих реакторных установок, входящих в состав Hermes-2. Он соединяется с их вторыми контурами через пароперегреватели. Перегретый пар из обоих пароперегревателей подаётся в единый коллектор третьего контура и далее идёт на турбину. Компания Kairos утверждает, что третий контур не выполняет никаких функций, связанных с безопасностью. Основные параметры третьего контура и системы электрогенерации приведены в таблице ниже. Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра Из других отличий двух проектов можно отметить следующее. Исследовательский реактор Hermes рассчитан на четыре года работы на мощности. Станция малой мощности Hermes-2 рассчитана на 11 лет работы на мощности.
Если точнее, то для Hermes-2 предусмотрены один год пусковых экспериментов и 10 лет работы на номинале. Отвечая на соответствующий вопрос американских регуляторов, компания Kairos пояснила, что увеличение срока службы Hermes-2 по сравнению с Hermes связано с бизнес-соображениями и не связано со сроками службы оборудования и узлов.