海上浮动核电站
海上核电站可根据不同地区以及环境的差异提供不同等级的电力支持,而核电站所用的反应堆性能可靠,曾在核潜艇以及破冰船上使用过,其中最小的一种也价值2000万美金。这种反应堆每12年才需更换一次核燃料,使用寿命为50年,符合国际原子能机构不扩散条约的要求。而较大的KLT-40C反应堆(功率70MW)可满足5万人的电力需求。
效果图
4月份,中国首艘海洋核动力平台即将在中国重工旗下渤海船舶重工有限责任公司进行总装建造,而中船重工未来将批量建造近20座海洋核动力平台。
4月19日,中船重工集团旗下渤船重工组织辽宁省经信委、葫芦(产品库求购供应)岛市经信委、代表室、中船重工核安全办驻公司监督组、719研究所,召开了海洋核动力平台示范工程总装建造厂址有关事宜论证会。
国家原子能机构主任许哲达曾于1月27日表示,中国的海上浮动核电站(即海洋核动力平台)正在规划中。中国致力于建设海洋强国,所以海洋资源一定要充分地挖掘利用。
海洋核动力平台是海上移动式小型核电站,是小型核反应堆与船舶工程的有机结合,可为海洋石油开采和偏远岛屿提供安全、有效的能源供给,也可用于大功率船舶和海水淡化领域。
核动力是利用可控核反应来获取能量而得到动力。这种动力强大而持久,使得目前可供开发利用的其他动力在其面前都黯然失色。
海洋核动力平台将为中国南沙岛礁提供能源保障及淡水保障。长期以来,由于电力供应问题,南沙岛礁驻岛官兵淡水供应得不到保障,只能通过小船往岛屿上送桶装水。遇上极端海上天气,可能官兵们就得依靠雨水生活。因为缺少淡水,官兵们可能很长时间不能洗澡。
目前中国已经开发出先进的淡水处理技术,只要有电力供应,南海岛礁上的水电供应不成问题。2016年1月,由广州中国科学院先进技术研究所和南方海上风电联合开发有限公司在桂山岛联合共建的柴油发电机组缸套冷却水废热驱动的海水淡化示范系统成功调试出水,该套海水淡化装置额定日产汽车公司淡水60吨,水质达到国家饮用水卫生标准。广州中国科学院的淡水处理技术达到国内领先,世界先进水平,对解决海岛淡水资源短缺问题具有重大意义。
再有,中国计划在南海岛礁进行酒店、景点开发,也因为缺少电力及淡水供应,所以不能实现。此外中国在南海岛礁上建设的大型基础设施也都需要强大的电力供应系统支撑。
海洋核动力平台的建造将支撑起中国对南海地区进行实际控制、商业开发的能力。未来,得益于南海电力和能源系统建设力度加强,中国将加快南海地区的商业开发。
官方资料显示,海洋核动力平台属国内首创,平台技术可填补中国在民用核动力船舶领域的技术空白,形成具有自主知识产权的核心技术,对中国开发利用新能源和全球能源的发展具有重大意义和深远影响。
消息称,海洋核动力平台实现批量建设后,预计每座海洋核动力平台的投资约为20亿元。20座海洋核动力平台总造价大约为400亿元,比打造一个航母舰队造价便宜。而《中国证券报》在年初引述中国中国重工七一九所副总工程师朱涵超的话说,中船重工的海洋核动力平台示范工程建设投资约为30亿元。
国家能源海洋核动力平台技术研发中心是国内首个国家级海洋核动力平台技术研发机构。该研发中心由位于湖北的中船重工七一九研究所发起,中国核动力研究设计院、中科华核电技术研究院有限公司和中海油研究总院等单位共同组建。中国核动力研究设计院为中核集团旗下单位。
据《中国能源报》报道,在2015年5月的第三届能源论坛上,中国核动力研究设计院多用途模块化小堆总设计师宋丹戎透露,用于海上石油开采方案的浮动式核电站ACP100S已完成总体方案设计,其设计、试验、关键设备研制等环节均已贯通,可很快具备工程应用条件。
而中国重工在今年1月份公布的一则消息显示,该公司申报的国家能源重大科技创新工程海洋核动力平台示范工程项目已经得到中华人民共和国国家发展和改革委员会的同意,这将为实现中国海洋核动力平台零的突破奠定基础。
国家发改委在复函中同意中船重工设立海洋核动力平台示范工程项目时表示,根据中央财经领导小组第六次会议精神和中国海洋经济发展需要,按照《国家能源科技重大示范工程管理办法》要求,支持中船重工申报的海洋核动力平台示范工程项目列为国家能源重大科技创新工程。
上海第一财经传媒有限公司记者在今年早些时候从有关权威渠道独家获悉,2月26日在武汉举行的国家能源海洋核动力平台示范工程建设相关工作推进会,旨在推进中国海洋核动力平台的建设。会议表示,要建设一批能够满足渤海等海域资源开发需求的海洋核动力平台。
出席上述国家能源海洋核动力平台示范工程建设相关工作推进会的一位人士向第一财经记者透露,国家科技重大专项中的先进核电科技成果将应用于海洋核动力平台的建设。
目前,俄罗斯等国家已经拥有多座海洋核动力平台。《中国海洋报》曾在2014年引述中国重工七一九所所长杨金成的话介绍,从上世纪50年代起,美国、苏联、日本、德国等国家就利用其成熟的核动力舰船技术,开展民用核动力船舶的研究,分别建造了多艘核动力商船和核动力破冰船。目前,俄罗斯拟建造8座海上浮动核电站,为其滨海城市的供电、供热和海水淡化工程等提供能源。
未来中国可能与俄罗斯携手,推动欧亚大陆与北极陆地之间的北方航道开发,由此,中国可以绕开南海和马六甲海峡,开辟新的通往欧洲的海上通道,而且北方航道比经过南海、马六甲海峡的南海航道距离更短、成本更低。一旦中俄联手打通北方航道,那么美国亚太再平衡战略及其在南海地区的战略布局就会不攻自破。
建造背景
早在1963年,美国马丁·马丽艾塔公司就为美国军方设计了MH-1A电装置,为缺电的巴拿马共和国运河区供电,放置在第二次世界大战期间建造的“自由号”轮船上。MH-1A从1968年工作到1975年,后来却因运行费用过高及军队反应堆计划的终止而退役。
1972年,佛罗里达州在核电站选址时遭遇难题,西屋电气公司设想了一种放置在大型驳船上,可由拖船拖曳的“离岸”核电厂方案,这种浮动式核电站可以起航沿着美国东部大西洋沿岸地区漂浮,且很方便地向沿岸城镇输送电力。但由于政府批准的延迟、投资减少等原因,这个方案最终也遭致扼杀。
电力运送
那么有人会问,海上浮动核电站又是怎么样把电力送上陆地的呢?建造浮动核电站的科学家们自然有办法,其实也很简单。俄罗斯计划将两个核反应堆装置装载在一艘足球场大小的驳船上,当要向地面输送电力时,这个浮动核电站可以停靠在附近的码头上,然后与陆地上的高压电线连接,再打开反应堆发电,最后把电力输送到需要的地方。而且海上浮动核电站会把废料和消耗的燃料储存在一个随船携带的装置里面,工作人员们将会在每10到12年的常规维护检查期间清空这个装置。在大约40年后,也就是一个核反应堆的正常寿命,退役的核电站将从驳船上撤离,新的核电站将会替代它继续工作,而可以带着核电站航行的驳船当然是可以循环使用的。
优点
业内认为,海上核电站的优势其一渤海海上石油开采所需能源为柴油发电,每度电成本约在2元,而海上核能发电成本约0.9元/千瓦时;其二海上核动力平台除了提供电力外,还拥有海水淡化等其它功能,可形成热、水、电联共的能源供应体系;其三可通过其可移动性的特点给远离海岸线的钻井平台、沿海岛礁等提供生活、军事用电,对于中国海洋战略部署也有重要意义。
在海上建造核电站的还有一个重要的优点是,造价要比陆地上的核电站低。这一点是很吸引人的,因为在同样的投资条件下可以建造更多的核电站。
海上核电站的另一个长处是,在选核电站地址时,不像在陆地上那样要考虑地震、地质等条件,以及是否在居民稠密区等各种情况的影响,而且选择的余地大。
这种核电站还有一个独特的优点,海上的工作条件几乎到处都一样,不存在陆地上那种“因地而异”的种种问题。这样,就可以使整个核电站像加工产品一样,按标准化的要求进行制造。结果,建造出的核电站全都模样相同,像多胞胎的兄弟一样。因而,能像工业上的流水线作业方式来制造一批核电站,既简化了生产过程,又方便了使用,而且还可大大降低建造成本,缩短建造的时间。
安全性
海上核电厂在运行期间,会对海洋环境产生一定的影响。其中冷却循环系统产生的温排水会对海域水文条件、海水水质、生态环境、生物群落组成与结构等多个方面产生影响。由于核电热效率低于火电,会排放更多废热到周围环境中,因此核能电厂的热污染更突出,对环境的影响也更大。例如坐落在美国佛罗里达州比斯坎湾的一座核电站,其排放的温排水使附近水域水温增加了8℃,导致了1.5km海域内生物消失。因此除放射性影响外,海上核电站的温排水也将成为海上核电项目环境影响评价的重点。渤海是我国海洋经济活动密集区,也是我国唯一的半封闭型内海,在我国海洋生态系统中具有重要作用和独特的功能。由于其封闭性强,水交换周期长,环境承载能力较弱,面临着巨大的环境压力。为此,搞清海上浮动核电温排水对渤海海洋生态环境的潜在影响,是确保在渤海海域科学开发和利用海上核能的必要条件之一。
解决方法
为合理控制温排水排放对环境的影响,应针对拟建海上浮式核电站海域的生态群落结构特征,开展厂址附近海洋生物的耐温特性及其他热影响特性专项研究,进而利用热影响研究数据,结合拟建水域的水动力特征,论证并确立核电站温排水混合区范围、混合区边缘温升限值以及排放口极端高温值等混合区参数,确定更科学的温排水控制方案。
现状
上海核工程研究设计院股份有限公司院长郑明光认为,“小型反应堆将是未来核电发展的方向。其中,海上浮动堆、核动力平台对于海岸线漫长的中国,市场前景广阔,将为海洋经济发展提供重要支撑。”中国船舶重工集团公司第719研究所副总工程师朱涵超也透露:该所已完成满足渤海环境条件的“浮动式”和南海环境条件的“可潜式”海洋核动力平台总体方案设计。中国首座海上核电站也已于近日拿到“路条”,湖北造“海上浮动核电站”有望在未来3年内面世。
中国广核集团(下称“中广核”)最近宣称,公司开发的一个小型核反应堆已经正式进入了工程阶段。该反应堆是一种可以满足海洋用户需求的分布式海洋综合能源系统。
11月4日,中广核与东方电气股份有限公司(下称“东方电气”,600875.SH)签署了《“中广核ACPR50S实验堆平台项目”压力容器采购协议》,这意味着中广核海上小型堆ACPR50S建设正式启动,中国海上核电站建设进入新时代。
海上核电站已成为当前世界各国的研发热点,除了中国外,俄罗斯、美国、韩国及法国均走在小堆研发的前列,其中俄罗斯研发的世界上首座海上核动力平台“罗蒙诺索夫号KLT-40S”号主体部分基本完成,预计2017年投入使用。
首座下水
2010年9月,据媒体报道,俄罗斯几年前就开始研制浮动核电站,它第一座浮动核电站“”(AkademikLomonosov)最近下水,虽然该反应堆还没有完成,但是其船体已经在6月底下水。环保人士则担心,浮动核电厂可能变成类似切尔诺贝利核事故的不定时炸弹。罗蒙诺索夫号将装载2座35兆瓦(MW)的KLT-40S反应堆。俄罗斯计划在2012年把燃料装入反应堆,随后将浮动核电站拖到远东堪察加边疆区地区。该浮动核电站能为20万人口的城市提供足够的电力,其运行寿期为38年,包括3个为期12年的运行周期,每个周期中间平均停产8个月。
俄罗斯联邦原子能机构负责人基里延科说,这座浮动核电站将“绝对安全”,他预计“外国客户特别是发展中国家会很感兴趣”。
浮动核电站可用在没有电网、人烟罕至的地方,包括在南极和北极地区的石油开发中。
它也能在不需要建造大型电网系统的边远地区提供电力,以及用在能源密集型的海水淡化领域。
中东属于结构性缺水地区,水是当地最关生死的东西,而浮动核电站就是解决这个问题的答案。
参考资料
俄首座浮动核电站下水 可为20万人供电38年_新闻_腾讯网.腾讯网.2021-08-02