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研究确定了美国核电站成本超支飙升的原因,研究人员分析了美国新建核电站的许多成本超支的原因,这些成本在过去 50 年中飙升,中国机器人网,vrovro.com
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研究确定了美国核电站成本超支飙升的原因,研究人员分析了美国新建核电站的许多成本超支的原因,这些成本在过去 50 年中飙升
2021年08月03日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

麻省理工学院研究人员的一项新分析详细说明了导致美国新核电站成本超支的许多潜在问题,这些问题在过去五年中飙升得更高。新发现可能有助于新工厂的设计者建立对往往导致这些超支的因素的弹性,从而有助于降低此类工厂的成本。


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研究人员表示,许多分析人士认为,核电将在减少全球温室气体排放方面发挥重要作用,找到遏制这些成本上升的方法可能是鼓励建设新工厂的重要一步中国机器人网vrovro.com。研究结果发表在Joule杂志上,由麻省理工学院教授 Jessika Trancik 和 Jacopo Buongiorno 以及以前的学生 Philip Eash-Gates SM '19、Magdalena Klemun PhD '20、Goksin Kavlak PhD '18 和研究科学家 James 共同撰写麦克纳尼。


该研究涵盖了 50 年的美国核电站建设数据,其中令人惊讶的发现是,与预期相反,基于现有设计建造后续核电站的成本实际上比建造初始核电站的成本更高,而不是更低。


作者还发现,虽然安全法规的变化可以解释部分超额成本,但这只是导致超额成本的众多因素之一。


麻省理工学院能源研究副教授 Trancik 说:“众所周知,美国和其他许多地方的成本一直在上涨,但不知道是为什么以及如何应对。”用于数据、系统和社会。她说,要吸取的主要教训是“我们需要重新思考我们的工程设计方法。”


她说,重新思考的一部分是密切关注导致过去工厂建设成本失控的细节,并以最大限度地减少此类因素出现的可能性的方式设计工厂。这需要新的技术创新和变革方法和理论,而这正是团队在过去二十年中一直在推进的。


例如,许多超额成本与由于需要根据施工现场的特定条件或其他当地情况在最后一刻进行设计更改而导致的延误有关,因此如果工厂的更多组件,甚至整个工厂,可以在受控的工厂条件下异地建造,这样的额外成本可以大大减少。


Trancik 说,对反应堆周围安全壳建筑的具体设计更改也有助于显着降低成本。例如,在大型结构中替代一些新型混凝土可以减少所需材料的总量,从而减少现场施工时间和材料成本。


Trancik 说,成本增加背后的许多原因“表明在建造这些工厂的过程中缺乏对可变建设条件的适应能力。” 这些变化可能来自随时间变化的安全法规,但也有其他原因。“所有这些都表明,有一条提高弹性的途径,这涉及首先了解成本增加背后的机制。”


假设总体建设成本对前期设计成本非常敏感,例如:“如果您因为特定地点的某些事情或不断变化的安全法规而不得不返回并重新设计,那么如果您在设计中加入基于这些可能发生的事情,拥有所有这些不同的可能性,”这可以防止对这种最后一刻的重新设计工作的需要。


“这些都是软成本贡献,” Trancik 说,在典型的设计过程中,它们往往没有被优先考虑。“它们不是硬件成本,而是施工环境的变化。......如果您将其构建到您的工程模型和工程设计过程中,那么您可能能够避免成本增加未来。”


许多核工程师多年来一直提倡一种方法,即设计可以在工厂建造并用卡车运送到现场的核电站。例如,与今天的大型核电站不同,模块化和较小的反应堆可以完全独立,并在已安装核燃料的情况下运送到最终站点。许多这样的工厂可以组合在一起以提供与更大工厂相当的输出,或者它们可以更广泛地分布以减少对电力的长距离传输的需要。或者,可以设计一个更大的工厂,由一系列较小的工厂制造的子组件在现场组装。


“硬件设计和软成本之间的这种关系确实需要引入工程设计过程,”她说,“但如果没有齐心协力,并且没有通过建模来解释这些潜在的膨胀,它就不会发生软成本。”


Trancik 说,虽然控制成本的一些步骤涉及更多地使用自动化流程,但需要在社会背景下考虑这些。“其中许多涉及人类工作,这很重要,尤其是在这个需要为人们创造高质量、持续工作的时代,这也应该纳入工程设计过程中。所以这不是你需要看的只有付出代价。” 但她说,团队使用的那种分析仍然有用。“您还可以从工作的角度看待技术的好处,这种机械建模方法可以让您做到这一点。”


Trancik 说,该团队用于分析成本超支原因的方法也可能适用于其他大型资本密集型建设项目,在这些项目中经常发生类似的成本超支。


“当您将更多的整个施工过程带入制造工厂时,可以考虑一种方式,这可以更加标准化。” 她说,这种标准化程度的提高是过去几十年太阳能电池板和锂离子电池成本降低 95% 的部分原因。“我们可以将其视为使这些更大的项目更类似于那些制造过程。”


Buongiorno 补充说:“只有通过降低新工厂的成本,我们才能期望核能在即将到来的能源转型中发挥关键作用。”


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