ORNL完成小型反应堆仪表设计和控制传感器回路测试

2021年4月16日，橡树岭国家实验室（ORNL）报道，为了使下一代核动力反应堆技术在本世纪上线，ORNL和分析测量服务公司（AMS）成功地完成了小型模块化先进反应堆的仪表设计和控制传感器的回路测试。

ORNL项目首席研究员、核工程师内斯林·奥兹甘·塞廷（Nesrin OzganCetiner）表示：“随着新反应堆概念所需技术的推进，我们迫切需要能在特定环境中运行的传感器，使我们能够看到反应堆内部发生的情况。这些传感器传回数据，让我们知道反应堆是否安全、可靠和经济高效。”

利用ORNL热工水力实验室的热虹吸管测试回路，以及专门为该实验建造的蒸汽测试回路，研究人员在小型自然循环模块化反应器启动和运行期间的预期条件下成功地测试了核级电阻温度探测器（RTD）的性能。

该项目是在美国能源部“加速核创新门户”（GAIN）下启动，于2021年3月成功完成。GAIN的设立部分是为了让希望将创新核电技术商业化的私营企业更容易获得政府的研究设施。

AMS研究工程师和项目经理亚历克斯·哈希米安（Alex Hashemian）表示：“我们测试的部件对下一代核能技术的安全高效运行至关重要。我们在能源部的GAIN计划下进行的这项工作支持在2020年代中期成功部署第一批美国小型模块化反应堆。”

AMS和ORNL将利用研究结果制定指导方针，并与包括传感器供应商以及小型模块化反应堆的开发商共享。

塞廷表示：“我们的研究结果将有助于指导行业合作伙伴选择适用于小型模块化反应堆冷却剂和主蒸汽安全相关温度测量的核级RTD。ORNL拥有大量的实验设施和资源，可以在实际操作条件下测试传感器，这也是AMS与我们合作开展这一项目的原因之一。”

研究人员特别重视的是所测试的仪器是否能够满足检测感兴趣的高能瞬态现象的响应时间要求。一个例子是检测到高能管线断裂，这一事件将要求反应堆安全停堆。

塞廷表示：“由于所涉及的信号用于在事故期间启动反应堆的安全停堆，因此对仪器性能的验证要接受严格的监管审查。”

虽然ORNL的热虹吸管的一次回路可以处理大部分的测试，研究人员求助于实验室的设施和运行管理部门，帮助建立一个专门用于该项目的蒸汽回路。

在ORNL运营经理杰森·麦克莱莫尔（Jason McLemore）指导下参与该项目的设施和运行管理部门设施工程师伊恩·伍兹（Ian Woods）表示：“这是我第一次知道设施和运行管理局帮助在主蒸汽厂进行研究实验。我们在主厂房专门为这个实验安装了一个小型蒸汽测试站，让研究人员能够在真实的操作环境中测试他们的设备。”

该团队目前正在最终确定他们的研究结果，并准备与业界分享。塞廷表示：“最终我们的目标是帮助美国能源部核能办公室帮助美国创造新一代反应堆技术的使命，建造反应堆和制造设备的商业公司需要我们的研究见解，以确保这些仪器按预期运行。”