盘点各国浮动式核电站

2022-04-13 09:37  来源: 核电那些事    浮动式核电站  核反应堆  法国核电  美国核电  俄罗斯核电

说到浮动式核电站,搞核的人肯定会想到核潜艇或者核动力航母之类的,毕竟人家确实自带反应堆。但是真正的浮动式核电站,却不是为了给船舶自身供电,或者准确地说,现在的浮动式核电站,很多甚至与船舶没有关系。


除了大型商用反应堆,浮动式核电站越来越受核电大国的青睐。

说到浮动式核电站,搞核的人肯定会想到核潜艇或者核动力航母之类的,毕竟人家确实自带反应堆。但是真正的浮动式核电站,却不是为了给船舶自身供电,或者准确地说,现在的浮动式核电站,很多甚至与船舶没有关系。

如果你看到欧美浮动式核电站的设计,你一定会被设计者的脑回路惊讶到。

首先说俄罗斯的浮动式核电站

俄罗斯原子能公司制造的“罗蒙诺索夫院士”号核电站,是世界上第一台投入运行的浮动式核电站。它实际上是将两座3.5万千瓦的反应堆安装在一艘排水量为2.15万吨的驳船上。 “罗蒙诺索夫院士”号核电站能够为偏远工业企业、港口城市及海上油气平台提供电力。但是,“罗蒙诺索夫院士”号核电站本身是没有动力的,若要移动它,则需要靠牵引船牵引。


由牵引船引导的“罗蒙诺索夫院士”号浮动核电站“

罗蒙诺索夫院士”号核电站实际就是一座漂浮在海上的核电站,为俄罗斯极低沿海地区提供电力,这是浮动式核电站最典型的形式。

然而,到了美国,浮动式核电站的设计就完全变样了。

 

再说美国的浮动核电站

美国的浮动式核电站,以麻省理工学院设计的小型海上核电站(OFNP)为代表。OFNP的全称是OFFSHORE FLOATING NUCLEAR PLANT。OFNP的意思大概是“近海漂浮核电站”,顾名思义,就是建在海边的漂浮着的核电站。

与俄罗斯的浮动核电站相比,OFNP设计中并不强调“移动”。

OFNP的外形是一个巨大的圆柱体,圆柱体内布置了很多水密封舱隔间。在圆柱体的中间,布置一座反应堆。

OFNP是一座海上超级核电站,它有110万千瓦(使用AP1000成熟堆芯设计)和30万千瓦两种版本,对应的排水量分别为36.8万吨和7.6万吨。


OFNP的内部结构

同时,布置反应堆的圆筒部分处于水线以下,所以整个反应堆,实际上是低于海平面布置的。OFNP实际上是一台海上浮动圆筒和一台陆上大型核电站的结合体。

 

在浮动圆筒顶端宽大的甲板上,设置了两栋建筑,一栋为员工生活楼,一栋为生产楼。当然,浮动圆筒甲板上还布置了一个直升机停机坪,供人员在核电站和陆地之间往返。

在建造时,工厂先将OFNP的各个模块组装好,然后用大型驳船运往锚定海域。


OFNP的建造和运输

美国的浮动式核电站,实际上是把原来建在陆地上的核电站搬到了海上。

美国为何煞费苦心这么做呢?

海上核电站有几个好处,比如:

1、不会被地震影响;

2、比如远离居民区不用做场外应急计划,远离大陆不受环保组织的影响;

3、在极端情况下,如反应堆事故时,只要打开水密舱,就可以为堆芯提供无穷无尽的冷却源……

看到没有,同样的反应堆,换个地方建造,就几乎能避免所有非专业的部门前来找麻烦。与其说是浮动式核电站,不如说是美国人想尽办法发展核电。

 

接着说法国浮动式核电站

法国的核电技术世界有目共睹,但很多人不知道,法国还是核潜艇制造大国。曾经,法国还接下了澳大利亚高达600亿美元的核潜艇建造大单,只是该业务去年被美国抢走。

而说到浮动式核电站,法国核潜艇制造商认为浮动式核电站太简单了,把核潜艇上的武器拆掉,不就是浮动式核电站了吗?

于是,照着这个思路,法国核潜艇制造商DCNS提出了名为“Flexblue”的浮动式核电站设计概念,并联合阿海珐、EDF等法国核电大企业联合研发。

Flexblue是一个排水量12000的潜水器,装机容量为6万千瓦,是一种下潜式的柱形全模块化移动浮动式核电站。

根据设计,Flexblue首先在船舶公司制造完成,然后运往离海岸5到15公里的海面上,然后让Flexblue下潜,将其固定在离海面60到80米的海水中。Flexblue发的电将通过海底电缆运送到大陆上。


Flexblue安装示意图

Flexblue具有浮动式核电站的一般优点,比如不怕地震,不需要场外应急计划,极端情况下可以用海水做冷却源等。但是,这个让Flexblue潜入海底发电的操作,据测是躲避欧洲如恐怖分子一般的环保主义者。即使在近海大规模建造这种核电站,普通人也很难发现。

有人会问,潜入海底发电,那换料怎么办呢?

这个很简单,就像核潜艇换料一样,把Flexblue拉回工厂换料,然后重新装回去发电就行了。


Flexblue运输示意图

看到Flexblue的设计,小编想象出一副情景。未来某一天,德国宣布彻底放弃核电,而实际上德国海岸底部,潜伏着一堆浮动式核电站,为德国默默供给电能。

 

说完国外再说国内

对于浮动式核电站这种高科技,我们当然不会放弃。

2016 年 12 月,国家能源局在其发布的《能源技术创新“十三五”规划》中, 将”建设海洋核动力平台”写入到相关规划中。

2017 年 8 月 10 日,中国核能电力股份有限公司牵头成立中核海洋核动力发展有限公司,负责我国海洋核动力技术开发。

目前,我国浮动式核电站在研发方面已取得一定的成绩,如中核集团的 ACP100S 海上浮动堆,中广核集团的 ACPR50S 海洋浮动核动力平台。

 

中国浮动式核电站的研发,没有美国或法国那么离奇的设计,而是类似于俄罗斯,以为石油钻井平台、沿海岛屿等提供电力和热能为目标。

 

结语

浮动式核电站是核能应用的一种新形式,它可以让核电生产地远离居民区,也可以将核电变成一种移动式能源,甚至还可以通过“整机出口或租借”的方式,让那些没有能力发展核电的国家用上核电……浮动式核电站将是一种很有前途的核电形式。  



图为技术

深圳核博会

中国核电网


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