海上核電站：“哪里需要哪里去”

2016/11/23 10:14:35

中國(guó)廣核集團(tuán)(下稱“中廣核”)最近宣稱，公司開發(fā)的一個(gè)小型核反應(yīng)堆已經(jīng)正式進(jìn)入了工程階段。該反應(yīng)堆是一種可以滿足海洋用戶需求的分布式海洋綜合能源系統(tǒng)。

11月4日，中廣核與東方 電氣股份有限公司(下稱“東方 電氣”)簽署了《“中廣核ACPR50S實(shí)驗(yàn)堆平臺(tái)項(xiàng)目”壓力容器采購(gòu)協(xié)議》，這意味著中廣核海上小型堆ACPR50S建設(shè)正式啟動(dòng)，中國(guó)海上核電站建設(shè)進(jìn)入新時(shí)代。

海上核電站又稱海上浮動(dòng)核電站。今年年初，國(guó)新辦舉行的國(guó)內(nèi)首部涉核領(lǐng)域的《中國(guó)的核應(yīng)急》白皮書透露，中國(guó)的海上浮動(dòng)核電站正在規(guī)劃當(dāng)中。中國(guó)致力于建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)，而海上核電站有利于中國(guó)對(duì)海洋資源進(jìn)行充分的挖掘利用。

海上核電站的工作原理是，把核反應(yīng)堆安置在船舶上，由船舶開往那些需要電源的海洋，比如，南海、渤海和東海。海上核電站在國(guó)內(nèi)屬于首創(chuàng)，盡管中國(guó)核動(dòng)力平臺(tái)的研發(fā)已有近半個(gè)世紀(jì)的歷史，已擁有多艘核動(dòng)力艦船，民用核動(dòng)力船舶建造尚無先例。

不管反應(yīng)堆是安置在核動(dòng)力艦船身上(比如潛水艇和航母)，還是安置在民用的船舶身上，中國(guó)工程院院士潘自強(qiáng)此前向記者分析說：“這在技術(shù)上已經(jīng)沒有問題。”

“(國(guó)內(nèi))幾家(核電集團(tuán))都在發(fā)力。”東方  電氣一位內(nèi)部人士對(duì)記者說，小型核反應(yīng)堆是未來核電領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

“哪里需要哪里去”

ACPR50S是中廣核開發(fā)的海上浮動(dòng)核電站，用中廣核研究院副總工程師、小型堆總設(shè)計(jì)師芮旻的話說，是以成熟的大型陸上商用壓水堆核電站為參考，基于成熟的核電裝備技術(shù)，結(jié)合成熟的海洋設(shè)施技術(shù)，開發(fā)的滿足最高核安全要求和海洋用戶需求的分布式海洋綜合能源系統(tǒng)。

“總體上說，海上浮動(dòng)核電站與陸地上的核電站沒有什么區(qū)別。”潘自強(qiáng)分析說，它們的區(qū)別是，前者在海上，而后者在陸上。

海上核電站，好比是把一個(gè)在縮小版的陸地核電站移植到船舶身上，比如，ACPR50S單堆熱功率為200MW，相當(dāng)于陸上百萬級(jí)千瓦的核反應(yīng)堆的1/5。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)將小型核反應(yīng)堆定義為發(fā)電功率小于300兆瓦的核反應(yīng)堆動(dòng)力裝置，簡(jiǎn)稱小型堆。

由于陸地環(huán)境和海洋環(huán)境存在巨大差異，相關(guān)的技術(shù)要求自然有異。基于海洋的特殊環(huán)境，海上核電站的反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)緊湊、重量集中、重心低、抗傾斜，搖擺能力和抗沖能力強(qiáng)。在設(shè)計(jì)時(shí)，反應(yīng)堆充分考慮海上臺(tái)風(fēng)、海冰、雪載荷等對(duì)核動(dòng)力裝置的影響。

安全性更是重中之重，因?yàn)楹朔磻?yīng)堆釋放的能量巨大。美國(guó)人曾在半個(gè)世紀(jì)前做過一個(gè)狂野的試驗(yàn)——把核動(dòng)力用到宇宙飛船身上。理論上，一艘配備核動(dòng)力的超級(jí)飛船的飛行速度能夠達(dá)到光速的1/10。但這個(gè)狂野的試驗(yàn)因?yàn)闀?huì)在實(shí)際應(yīng)用中危及人類的生命而被叫停。與這種危險(xiǎn)的試驗(yàn)不同，一艘使用核動(dòng)力的船艦，只要帶上10千克鈾就相當(dāng)于帶上25000噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

與陸上核電站一樣，海上核電站必須滿足國(guó)標(biāo)對(duì)放射性排放的要求。從中國(guó)核電站多年的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)來看，國(guó)內(nèi)核反應(yīng)堆的技術(shù)是安全可靠的。而海上核電站反應(yīng)堆技術(shù)，則是基于陸上核電站反應(yīng)堆技術(shù)改進(jìn)而來的。

此外，海上核電站的一大特點(diǎn)是，可以在浩瀚的海洋之中自由移動(dòng)，有“哪里需要到哪里去”的優(yōu)勢(shì)。它既可以為近岸的大型港口工業(yè)基地提供電力，也可以為遠(yuǎn)洋作業(yè)的海上石油、天然氣開采平臺(tái)提供電力。

中廣核稱，要實(shí)現(xiàn)建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，首先要解決的就是海上能源供給問題，而海上核電站“是徹底解決我國(guó)近海、遠(yuǎn)海及島礁等地區(qū)穩(wěn)定能源供應(yīng)的重要途徑”。

發(fā)展海上核電站，有助于提升中國(guó)的遠(yuǎn)洋海上資源開發(fā)能力，比如在遠(yuǎn)離大陸數(shù)百甚至上千公里的西沙群島、南沙群島等南海海域的海上資源開采。與此同時(shí)，海上核電站還可以作為應(yīng)對(duì)各種緊急情況的備用電源，為遭受自然災(zāi)害襲擊的地區(qū)提供電源，從而提升中國(guó)面對(duì)災(zāi)害時(shí)的應(yīng)急能力。