超临界CO2冷却微模块反应器

韩国的一个研究小组提出了一种由超临界状态二氧化碳(S-CO 2)冷却的反应堆的创新概念。核心使用寿命长(20年)，无需加油以及固有的安全功能。

韩国高等科学技术研究院(KAIST)的研究小组(Jeong Ik Lee教授，Yonghee Kim教授和Yong Hoon Jeong教授)提出了一种由超临界状态二氧化碳冷却的反应堆的创新概念(S -CO 2)。核心使用寿命长(20年)，无需加油以及固有的安全功能。S-CO 2 Brayton循环被提出作为功率转换系统以实现紧凑且轻质的模块。由于紧凑的核心和电力转换系统，整个系统可以包含在一个模块中，并通过地面或海上运输进行运输。

在全世界范围内，人们都对小型模块化反应堆系统感兴趣。尽管目前大多数提出的设计已经成功地减小了尺寸，但它们还不能完全模块化整个反应器。为了突破这些限制，选择超临界CO 2布雷顿循环而不是蒸汽朗肯循环作为发电循环。此外，拟议的反应堆是一个气冷反应堆，可以在没有加油的情况下运行20年。发电循环与反应器集成以进一步模块化。

为了确保其长时间运行的安全性，在发电系统中采用了未在传统大型反应堆中使用的新设计。拟议反应堆的开发将使核电不仅有助于发电，而且有助于能源相关行业，如海上工厂，重化工业和钢铁工业，这将最终减少温室气体排放。此外，极端环境(极地，沙漠，太空等)的能源供应将长期可用。

现有的小型模块化反应器设计通常使用水作为冷却剂和氧化铀作为燃料。尽管这些可能是使大型反应器经济的良好选择，但是当容量降低时存在经济上的限制。

本研究的目的是通过采用超临界CO冷却使用期长芯，这对于20年以上运行不加油微模块化反应器(KAIST MMR)的概念，用超临界CO克服这些问题2作为冷却剂和铀氮化物作为燃料。此外，通过积极采用超临界CO 2的动力系统，指定为排名前13位工业发动机项目之一，一个研究小组教授组成简化了电源转换系统，并制定了新的核动力系统，可以被动地消除在衰变热反应堆关闭的情况，以避免另一个福岛事故。

通过在一艘船中设计反应堆堆芯和发电系统，确认了该团队的主要研究成果，即核电厂缩小规模和模块化的可行性。此外，在反应器设计方面，选择适用于长期低浓铀快堆的氮化铀，并设计和评估核反应堆控制的动态特性和变量。在发电系统中，超临界CO 2的小尺寸和高效率优势电力转换系统被积极利用，以创建一个非常简单和高效的系统。此外，使用采用半导体制造工艺的下一代热交换器PCHE，并且实现了使用不用于大型反应器的径向涡轮机械的技术成果。正如福岛事故中所见，核反应堆即使在停机后也会产生大量的衰变热，如果不提供外部电源，就会发生灾难。为了避免这种结果，所提出的KAIST MMR(微模块反应器)由被动排热系统组成，该系统可以在反应堆停机时用自然循环冷却反应器。