凯洛斯电力推进Flibe熔盐应用,支撑KP-FHR高温反应堆开发

凯洛斯电力公司 (Kairos Power) 7月29日介绍,其氟化物盐冷却高温反应堆 (KP-FHR) 将成为较早采用氟化物盐冷却剂的反应堆之一。该冷却剂通常称为Flibe,由氟化锂 (LiF) 和氟化铍 (BeF₂) 组成。20世纪60年代,橡树岭国家实验室 (Oak Ridge National Laboratory) 曾在熔盐反应堆实验中使用这种材料作为冷却剂。

据凯洛斯电力介绍,Flibe具备较高比热容,能够有效吸收并传递堆芯产生的热量。与部分钠冷或氦冷反应堆系统相比,氟化物盐在热量输运方面具有一定优势,有助于KP-FHR在更紧凑的设计中实现较高功率输出。

Flibe的沸点约为1430℃,高于该公司商用反应堆设定的运行温度范围。这一特性使KP-FHR可在高温、接近大气压的条件下运行,从而提升系统效率,并减少对厚壁高压反应堆部件的需求。

在安全特性方面,Flibe还可与三结构各向同性 (TRISO) 燃料形成互补。凯洛斯电力称,若裂变产物从陶瓷包覆颗粒燃料中释放,熔盐可对其进行吸收和滞留,为反应堆提供额外的功能性包容屏障,并有助于缩小安全相关系统的占地需求。

除冷却功能外,Flibe还可发挥一定慢化作用。KP-FHR主要依靠石墨慢化剂降低中子能量,但Flibe中的锂和铍属于较轻元素,可在快中子碰撞过程中吸收部分能量,进一步降低中子速度。该公司表示,其装置使用富集锂-7同位素的盐,以支持反应堆性能和链式反应稳定维持。

凯洛斯电力还强调,Flibe在隔绝氧气和水分的正常高温环境下具有化学稳定性。KP-FHR电厂将配置化学控制系统和惰性气体系统,以限制熔盐与空气接触,并持续去除痕量杂质,支撑长期运行。

在供应链方面,凯洛斯电力正在推进Flibe生产的垂直整合。该公司正在新墨西哥州阿尔伯克基制造研发园区建设盐生产设施 (SPF),计划为位于田纳西州橡树岭的Hermes 2商业规模示范电厂以及后续商业化反应堆供应Flibe熔盐。该设施还将采用凯洛斯电力开发的新工艺,将锂-7同位素富集到盐中,以提高反应堆性能。

新设施建设将借鉴凯洛斯电力位于俄亥俄州埃尔莫尔的熔盐提纯厂经验。该提纯厂目前为该公司非核工程测试装置生产高纯度盐冷却剂,并积累了Flibe生产、处理和操作经验。

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