中国海上浮动核电站

中国海上浮动核电站

致力于升级海洋经济、探索能源问题解决之道的中国正将目光投向海洋开发的又一重器——海上浮动核电站。这种小型的、可移动式的核电站将陆上核电站的缩小版安装在船舶上，既可为偏远岛屿供应安全、有效的能源供给，也可为远洋作业的海上石油、天然气开采平台提供电力、热力和淡水资源，有用电需求时将电站拉过来，不需要便可用船将电站拉走。

眼下这个国际公认的“海洋世纪”里，海洋经济已成为全球经济发展的盛宴。沉睡在海底的战略性资源，其分布之广、品位之高、储量之大，远远超乎人类现今的需求与想象。对于拥有18000多公里海岸线和300万平方公里管辖海域、多年蝉联能源消费总量世界第一的中国而言，“蓝色国土”的开发、利用与安全，与国家安全和长远发展息息相关。海上浮动核电站，无疑是未来海上能源保障的重要选项。

提到海洋、核电站，很多人往往想到的还是其安全性。海上浮动核电站（也称浮动堆）究竟安不安全？其实，离岸小型模块化浮动堆的安全性优于目前在运的陆基核电站。首先，浮动堆功率较小，设计上采用更先进的理念，本身固有的安全性就很高；其次，浮动堆处于远离陆地的海上，不易受地震和海啸影响，即便发生地震，震源的地震波也不会被海水传递。而且海洋本身也可以作为一个应急的散热器，在极端事故情况下，浮动堆可将海水引入船体，阻止堆芯熔化进程，保证反应堆安全。由于浮动平台体积小，它们可被牵引到专门的场所进行集中维护和处理。

技术原理并不神秘

听起来似乎有些不可思议，但海上浮动堆并不是什么新鲜事。早在上世纪50年代，船舶核动力及一系列实验性反应堆发电的成功，使得基于船舶平台的小型核电装置进入人类设想。

浮动核电站的技术原理其实并不神秘，只是将原本建造在陆地上的核电站安装在船舶平台上。但是，由于陆地和海上条件差异很大，相关的技术要求不尽相同，海上浮动核电站的设计、建造和运行都面临特殊的技术难题。

可查资料显示，1963年，美国马丁·马丽艾塔公司为美国军方设计了MH-1A核电装置，为缺电的巴拿马运河区供电，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，后来由于运行费用过高及军队反应堆计划的终止而退役。

1972年，美国佛罗里达州在核电厂选址时遭遇难题，美国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，且可以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，这个方案最终遭致扼杀。

海上民用浮动核电站的设想，最终由俄罗斯人付诸实践。为了给俄罗斯远东或北极地带一些边远地区、油气田开发供电，俄罗斯原子能公司（Rosatom）2009年开工建造了“罗曼诺索夫号”浮动核电站，计划将于2016年交付、2018年投入使用。

“罗蒙诺索夫号”排水量为2.15万吨，装配有两个KLT-40型核反应堆，能提供70兆瓦的电力以及300兆瓦的热力供应，保障一个人口达20万的城市电力及热水供应。此外，通过重新设置，“罗蒙诺索夫号”还能变成海水淡化处理厂，每天生

产24万立方米的淡水。根据规划，俄罗斯还将建设一批浮动式核电站，为大型工业项目、港口城市、海上油气钻探平台提供能源。

▲俄罗斯海上浮动核电站舱室布置图

与常规柴油发电相比经济性明显

随着中国海洋战略的实施，海洋资源开发活动日益频繁，海上浮动堆的技术攻关步伐提速，各大核电企业纷纷加快小型核反应堆研发和推广，起步时间虽有不同，但发电、供热、海水淡化等工业化和市场推广早已是业共识。

2015年12月31日，国家发改委复函同意ACPR50S海洋核动力平台纳入能源科技创新“十三五”规划。ACPR50S系列是由中国广核集团（下称中广核）自主研发、自主设计的海上小型堆技术，单堆热功率200MW，可为海上油气田开采、海岛开发等领域的供电、供热和海水淡化提供电力。目前，中广核正在开展ACPR50S 小型堆示项目的初步设计工作，预计2017年启动示项目建设，2020年建成发电。“ACPR50S海上小型堆的技术先进性体现在，采用模块化设计，易于现场安装、运行及换料检修；紧凑型布置，反应堆压力容器与蒸汽发生器之间采用短套管连接，基本消除大破口事故发生；基于大型压水堆成熟经验开展小型化设计，依托成熟核级设备供应链。”中广核小型堆总设计师芮旻对澎湃新闻（）表示。

▲ACPR50S堆芯示意图

据芮旻介绍，ACPR50S海上小堆采用全非能动安全系统，半潜式深吃水设计，海水可作为最终热阱（注：即接受反应堆排出余热的场所），安全性上超过了三代核电安全标准。根据用户需求提供特定的热力及电力供应，小型堆可广泛应用于偏远地区中小型电网、海水淡化、工业供热、居民供暖等领域。

▲海岛供能

由于海上浮动小型堆换料检修周期长，可长期运行、持续不断地进行电能、热能、海水淡化等综合能源供给，用于海上资源开发时比利用柴油发电机实惠得多。后者不仅功率小，且燃料补给困难、使用维护成本高。

“在一些特殊需求上，比如为海岛供电，柴油发电机的电价高达每度电5块钱，小堆在经济上就有很好的竞争力。”在去年的国际核电小堆发展高峰论坛上，国家核安全局反应堆处处长朱立新举例说。

另有数据显示，目前渤海海上石油开采所需能源为原油或有限的伴生气，原油发电成本大约2.0元/千瓦时，而海上核能发电成本约0.9元/千瓦时。

根据中广核测算，ACPR50S核发电系统与海上常规能源（柴油发电）相比，ACPR50S首台机组在经济性方面就具有一定的竞争力，批量化（4台以上）建设后，建造成本预计下降25%，经济性会更好。

这种经济性上的优势体现在小型堆建造运行全生命周期的各个环节：首先，模块化建造大幅减少了现场安装和调试工作，建造工期大为缩短，可有效降低建设成本；与大型商用压水堆相比，ACPR50S热功率小，源项低，系统设计优化，使得工程建造成本和电厂运行维修成本降低；换料检修周期长，可用率高，燃料经济性较好；批量化建设后，经济性优势将进一步突显，通过选用成熟的设备技术，并与主要设备供应商结成产业联盟，可有效支撑未来发展。

产业联盟雏形初现。1月25日，中广核与中国船舶重工集团公司（下称重工）签署战略合作协议，拟就共同推进海上核动力平台项目建设开展合作。重工是国最大的船舶集团和海军装备研制主体，在海上核动力平台方面实力不俗。据公开报道，目前重工下属的719所已完成了海洋核动力平台的两种技术方案，一种为