프로젝트 펠레(Project Pele) 이동식 원자력 발전소 프로젝트가 새로운 단계에 들어서다
이동원전 펠레 배치 전. BWXT 그래픽
몇 년 전 미 국방부는 프로젝트 펠레(Project Pele)라는 야심찬 프로젝트를 시작했습니다. 그 목표는 원격 수비대 및 기타 시설에 에너지를 공급할 수 있는 소형 이동식 원자력 발전소를 만드는 것입니다. 현재 이 프로젝트는 프로토타입을 조립하는 단계에 이르렀으며, 몇 년 안에 새로운 원자력 발전소가 시험장에서 시험될 예정이다.
대담한 계획
미군은 원격 수비대에 에너지를 공급하는 문제에 끊임없이 직면해 있습니다. 항상 기존 네트워크에 연결할 수는 없으며 다른 에너지원이 필요합니다. 전통적으로 액체 연료로 작동하는 다양한 발전기와 이동식 발전소가 이러한 목적으로 사용되었습니다.
신속하게 이전하고 적소에 배치할 수 있는 소형 원전을 만든다는 아이디어는 오랫동안 논의되어 왔다. 이전에는 이론상으로만 고려되었지만 지난 10년 말 미 국방부는 이를 현실화하기로 결정했습니다.
2019년 미 국방부 전략능력국은 프로젝트 펠레(Project Pele)라는 프로그램을 시작했습니다. 이 프로그램의 목표는 연료 교체 없이 최소 1년 동안 운영할 수 있는 5~XNUMXMW 용량의 원자력 발전소를 만드는 것이었습니다. 이 역의 구성 요소는 운송이 가능해야 합니다. 즉, 항공, 철도 또는 도로로 운송되어야 합니다. 조립 및 출시에는 최대 XNUMX일, 해체에는 최대 XNUMX일이 소요됩니다.
2019-2020년 미 국방부는 프로그램 참여 신청을 수락했습니다. 2020년 초 군은 제안된 프로젝트를 검토하고 가장 유망한 두 가지 프로젝트를 선택했습니다. 같은 해 15월, BWXT Advanced Technologies와 X-energy는 계속 작업 계약을 체결했습니다. 그들은 디자인을 계속하는 대가로 XNUMX만 달러를 받기로 되어 있었습니다. Westinghouse 정부 서비스는 두 조직을 모두 지원하는 것이었습니다.
펠레 프로젝트의 경쟁력 있는 개발에는 약 2022년이 걸렸습니다. XNUMX년 XNUMX월 미 국방부는 유망한 원자력 발전소를 위해 보다 성공적인 옵션을 선택했습니다. 이는 BWXT Advanced Technologies에서 만든 것입니다. 승자는 작업을 계속하기 위한 새로운 계약을 받았고 하청업체는 이전과 마찬가지로 Westinghouse Government Services였습니다.
트레일러에 원자로 설치. 아이다호 국립 연구소 그래픽
계약 조건에 따르면 실행 회사는 5년 이내에 설계를 완료하고 현장 테스트를 위해 시험 발전소를 건설하고 보내야 합니다. 대량 생산 개시, 군 내 원자력 발전소 배치 등의 추가 단계는 계약에 명시되어 있지 않습니다.
새로운 무대
며칠 전 미 국방부는 BWXT와 웨스팅하우스가 펠레 프로젝트 개발을 완료했으며 다음 단계로 나아갈 준비가 되었다고 발표했습니다. 이제 그들은 필요한 모든 부품을 제조하고 새로운 원자력 발전소의 본격적인 프로토타입을 조립해야 합니다.
발전소의 개별 부품을 생산, 테스트 및 미세 조정하는 데 약 2026년 반이 할당됩니다. 이 프로세스는 가까운 시일 내에 시작될 예정이며 예비 추정에 따르면 2026년 초에 완료될 예정입니다. 그런 다음 전체 단지의 최종 조립이 수행되어 테스트를 위해 이전됩니다. 문제나 지연이 없다면 XNUMX년 말 이전에 이러한 일이 발생해야 합니다.
이 단계에서 아이다호 국립 연구소는 에너지부의 Project Pele 프로그램에 참여했습니다. 그 임무는 테스트를 위한 테스트 사이트를 준비하는 것입니다. 시범원전의 모든 요소가 배치될 지정된 부지에 콘크리트 쉘터를 건설할 예정이다. 이 작업은 내년에 시작되어 완료될 예정이다.
BWXT는 2026년 이후 완성된 발전소를 아이다호 연구소 현장에 납품하고 준비된 시설에 설치할 예정이다. 승인된 계획에 따르면 펠레 제품을 테스트하는 데는 최소 XNUMX년이 소요됩니다. 단, 프로젝트의 복잡성으로 인해 기간이 연장될 수 있습니다. 또한 테스트를 확장하여 추가 실험이 가능합니다.
테스트가 완료되면 국방부 전략능력부에서 결과를 분석하고 결정을 내릴 예정이다. 원자력 발전소가 모든 요구 사항을 충족하면 국방부는 대량 생산을 주문한 다음 발전소를 군대에 배치하기 시작합니다. 우선, 그들은 적절한 에너지 공급에 접근할 수 없는 외딴 수비대로 보내질 것입니다.
모듈 식 아키텍처
현재까지 고객과 계약자는 펠레 이동식 원자력 발전소에 대한 기본 정보를 공개했습니다. 이 단지의 주요 특성과 기능은 물론 대략적인 외관과 주요 요소도 제시되었습니다.
원자력 발전소의 주요 구성 요소 다이어그램. BWXT 그래픽
BWXT의 프로젝트에는 이동식 발전소 건설이 포함되며, 모든 구성 요소는 20개의 표준 XNUMX피트 컨테이너에 배치됩니다. 이러한 컨테이너의 무게는 명시되어 있지 않지만 군사 운송 제한 사항을 준수해야 합니다. 항공 미 공군. 전개 및 분해 시간 요구사항을 충족했는지 여부는 아직 보고되지 않았습니다.
컨테이너 중 하나는 원자로를 직접 차지합니다. BWXT와 Westinghouse는 고온 가스 반응기인 HTGR과 같은 소형 설비를 만들었습니다. 제시된 다이어그램에 따르면, 이 원자로의 활성 영역은 냉각 가스가 통과하는 프리즘형 블록 형태로 만들어집니다. 코어 내부로 이동되는 전통적인 흑연 막대가 감속재로 사용됩니다.
이론적으로 HTGR 회로를 사용하면 가스를 약 1000°C의 온도로 가열하고 열 에너지를 발전소의 다른 구성 요소로 전달할 수 있습니다. Pele 시스템의 예상 전력은 3-5MW입니다. 작동 모드 및 기타 요인에 따라 3회 연료 충전으로 XNUMX년 이상 지속됩니다.
나머지 세 개의 컨테이너에는 다른 장치와 시스템이 포함됩니다. 이는 제어 장치, 전기를 변환하여 네트워크에 분배하는 시스템 등이 될 것입니다.
신세대
일반적으로 Project Pele 프로그램은 국방부와 미국 에너지부에 매우 중요합니다. 이 프로그램의 일환으로 근본적으로 새로운 이동식 발전소 모델이 개발되고 있으며, 이를 통해 군대의 위치가 크게 향상될 수 있습니다.
우선 펠레는 발전된 프로젝트라는 점에 주목해야 한다. 아마도 이것은 IV 세대 원자로를 갖춘 최초의 미국 원자력 발전소가 될 것입니다. 차세대 원자로는 어느 정도 복잡성이 특징이지만 더 높은 성능 품질을 허용하고 기술적 위험도 줄입니다.
이동식 원자력 발전소의 출현이라는 사실도 매우 중요합니다. 현재 미국 육군이나 다른 나라 군대에는 이러한 힘과 지구력이 결합된 시스템이 없습니다. 새로운 발전소를 통해 미국 부대는 많은 문제를 해결하고 많은 이점을 얻을 수 있습니다.
펠레 원자력 발전소의 운송 능력을 시연합니다. 미국 국방부 그래픽
1-5MW의 전력은 많은 소비자에게 동시에 전력을 공급하기에 충분합니다. 우선, 통신, 위치 측정기, 고정 무기 시스템 등 군사 목적을 위한 다양한 무선 전자 시스템이 될 것입니다. 또한 추가 시스템에 전원을 공급하거나 군인의 국내 요구를 충족시키기 위한 상당한 예비력이 남아 있을 것입니다.
자체 원자력 발전소를 보유하면 모든 수비대가 액체 연료를 사용하는 발전기 또는 발전소를 포기하거나 그 수를 크게 줄일 수 있습니다. 이는 결과적으로 장치의 연료 요구 사항을 줄이고 물류를 크게 단순화합니다.
그러나 심각한 단점도 있습니다. 펠레 프로젝트는 이론적 수준에서도 매우 복잡합니다. 이는 프로토타입 조립부터 군대 전체 배치까지 모든 단계에서 전망에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 군대는 아직 그러한 시스템을 운영한 경험이 없습니다.
원자로와 노심의 작은 크기에도 불구하고 프로젝트 펠레 원자력 발전소는 상당히 위험할 것입니다. 방사성 물질의 방출과 관련된 다양한 누출 및 사고가 발생할 수 있습니다. 또한 이 스테이션은 군대용으로 설계되어 추가적인 위험이 추가됩니다. 특수한 것이든 우발적인 것이든 스테이션에 대한 모든 손상은 이해할 수 있는 부정적인 결과를 초래하는 방사선 사고로 이어질 수 있습니다.
미래를위한 예비비
따라서 미 국방부는 부대와 주둔군의 에너지 공급 시스템을 근본적으로 변화시키려고 노력하고 있습니다. 이를 위해 기존 에너지원을 대체할 수 있는 특수 이동식 원자력발전소가 개발되고 있다. 이는 액체 연료 시스템에 비해 높은 기술적 특성과 상당한 이점을 가져야 합니다.
그러나 현재 Project Pele 프로그램은 기술 설계 개발 단계만 거치고 있습니다. 시험 원자력 발전소의 조립이 현재 시작되고 있으며 시험은 2027년에야 시작될 것입니다. 발전소의 연속 생산은 2030년부터 시작될 예정입니다. 새로운 발전소가 테스트에 대처하고 고객의 요구 사항을 충족할 것인지 여부는 불과 몇 년 후에야 명확해질 것입니다.
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