美国ZettaJoule推进950°C超高温气冷堆设计
2026-05-05 10:28
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美国初创公司ZettaJoule正推进源自日本的950°C超高温气冷堆(HTGR)设计,计划2030年代初在德克萨斯州农工大学投运首堆,瞄准工业高温供热市场。

该公司联合创始人、总裁兼首席执行官Mitsuo Shimofuji表示,ZettaJoule的ZJ0反应堆源自日本高温工程试验反应堆(HTTR)计划,目标出口温度达950°C,远超美国大多数先进反应堆概念的温度范围,可应用于精炼、合成燃料生产、制氢、炼钢、化学制造、海水淡化和数据中心等领域。该设计依赖由Hastelloy XR制成的高温中间热交换器,这是一种由日本原子能机构(JAEA)为HTTR项目开发的镍基合金,用于从一回路氦气中提取高温热量。

ZJ0为棱柱块型HTGR,采用三层结构各向同性(TRISO)包覆颗粒的燃料芯块,铀核芯直径约350至500微米,依次包裹热解碳和碳化硅包覆层,装载于六角形石墨燃料块中构成堆芯。高压氦气在石墨块冷却剂通道循环,以高达950°C温度离开反应堆容器,流经中间热交换器将热能传递给二回路用于工业过程。其石墨慢化剂、陶瓷燃料及低功率密度(初始部署30 MWt,可扩展至600 MWt)使其具备非能动安全特性,已在HTTR系列严苛试验中得到验证,包括2010年和2024年在100%功率下完成的失去强制冷却试验,反应堆功率自然下降并稳定,无需人员干预且堆芯未受损。

自2026年2月与德克萨斯州农工大学工程实验站(TEES)签署谅解备忘录以来,双方进展迅速,目前正谈判具有约束力的协议,明确设计里程碑、监管节点和融资条款。TEES将拥有反应堆并持有美国核管会(NRC)许可证,ZettaJoule主导设计、工程、采购和施工管理(EPCM)并协助筹资。TEES依据研究堆路径(10 CFR Part 50)申请许可,预计审批速度快于商业堆,建造目标定为2031年至2033年。ZettaJoule商业模式为独立电力生产商结构,部署在客户场所并依据长期承购协议出售热能等服务。团队核心成员包括拥有数十年HTGR和NGNP领导经验的专家,以及精通美加核监管的专业人士,为从日本HTTR到美国部署提供技术途径并降低执行风险。

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