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燃料(ATF)可延長壓水堆(PWR)換料周期，鑒于此，核電運營商對事故容錯燃料興趣日漸濃厚，這會在短期內(nèi)帶動鈾礦需求量的增長。
西屋的ADOPT™事故容錯燃料芯塊
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。新型事故容錯燃料可增加操縱員應(yīng)對嚴重事故工況的時間，并提高反應(yīng)堆運行業(yè)績。
因有著更高的濃縮度和燃耗，新型事故容錯燃料有可能將許多壓水堆的換料周期從18個月延長到24個月。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。
運營商對換料周期延長至24個月興趣濃厚
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)在接受采訪時指出，美國核電運營商對將核電廠換料周期延長至24個月興趣濃厚，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，就能實現(xiàn)這一目標。
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因之一。該法案出臺了稅收優(yōu)惠政策，明確規(guī)定：因延長反應(yīng)堆運行周期增加的發(fā)電量，將獲得合理的價格補償。IRA提供高達15美元/MWh的補助，以防現(xiàn)有核電廠因電價過低而關(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(WNFC)上發(fā)言時稱，道明尼能源公司正在考慮將旗下部分核電機組的換料周期延長至24個月，而康涅狄格州雙機組核電廠米爾斯通(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號機組在內(nèi)的部分美國核電機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，由于運行周期延長，堆芯需要的燃料總量增加，因此，每次換料時鈾的需求量可能會暫時性增加30%~50%。到2028年或2029年，對鈾市場的影響可能開始顯現(xiàn)，具體時間將取決于新型燃料的上市時間。
美國光橋公司事故容錯燃料組件
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，會因換料頻次減少而抵消，因此，從長遠來看，鈾的總體需求量變化不大。
美國最大核電運營商星座能源公司(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)大會小組討論時表示，將核電廠換料周期延長至24個月，鈾的使用效率會略低于較短周期，但有一些先進的方法可以減少鈾的需求量。
對此，布魯克邁爾稱，對鈾需求量的預(yù)測是基于現(xiàn)有方法，但目前正在研究更先進的方法，以提高燃料的利用率。
對于核電機組向24個月?lián)Q料周期過渡，核電運營商展現(xiàn)出越來越濃厚的興趣。2022年12月，佛羅里達電力照明公司(Florida Power & Light)告知美國核管會(NRC)，公司計劃提交許可證更新申請，從2025年開始，將土耳其岬(Turkey Point)核電廠兩臺機組的換料周期延長至24個月。
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·麥克費特斯(Charles McFeaters)在投資商會議上表示，延長換料周期，可增加發(fā)電天數(shù)，降低核電廠在整個壽期內(nèi)的運營成本，公司將抓住這一大好機遇，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，以便順利推進有效運用事故容錯燃料。
NEI事故容錯燃料主管艾爾·瓊托什(Al Csontos)在會上表示，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源項的通用方法。
源項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燃料設(shè)計的絆腳石，因此更新“勢在必行”。
NRC此前曾表示，計劃在2023年年中發(fā)布該指南的更新草案，但這一預(yù)估時間已推遲。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修訂的時間表。根據(jù)新的時間表，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(ACRS)匯報進展情況，目標是在會后盡快發(fā)布最終監(jiān)管指南。
博內(nèi)爾稱，NRC可通過該時間表了解持證單位關(guān)于事故容錯燃料許可授權(quán)的進展情況。
2023年5月2日，美國公共服務(wù)企業(yè)集團(PSEG)董事長兼首席執(zhí)行官拉爾夫·拉羅薩(Ralph LaRossa)在財報電話會議上表示，經(jīng)NRC批準，該公司計劃投入3000萬美元，對霍普河(Hope Creek)核電廠進行改造，改造后，該電廠的換料周期將從18個月延長至24個月。該電廠通過改造延長換料周期，將不需要使用LEU+，同時電廠運維成本將略有下降，機組發(fā)電量增加，但PSEG尚未披露增加的發(fā)電量。
