欧洲最强反应堆上线

2023-05-08 14:16  来源: 嘿嘿能源heypower    芬兰核电  奥尔基洛托核电站

芬兰的奥尔基洛托核电站3号机组于2023年4月16日投入商运,这个电站的故事,远远超出了其新的3号机组。


今年4月,全欧洲最强大的核电站反应堆上线,有人兴奋,也有人感到恐惧。

1、国际环境


奥尔基洛托核电站1~3号机组

芬兰的奥尔基洛托核电站3号机组于2023年4月16日投入商运,这个电站的故事,远远超出了其新的3号机组。

这座核电站是斯堪的纳维亚人的骄傲,其来源可以追溯到芬兰第一次在国际舞台上崭露头角的时候。

上个世纪70年代初至中期,芬兰在第二次世界大战期间的不同时期,都首当其冲受到了苏联和德国的袭击和占领。二战后,尽管苏联就在隔壁,芬兰国内还是自由开放的市场经济,同时在不断升级的冷战期间保持着相对中立的立场。

芬兰在20世纪后半叶最需要的是能源——家庭供暖、企业供电,以及使芬兰发展成为当代经济的一般能源。

芬兰政府本可以采取多种途径来实现这一能源需求——可以依赖苏联进口的煤炭和天然气,因为芬兰当时几乎没有国内煤炭生产,现在仍然如此。

或者,芬兰是除爱沙尼亚之外仍可以合法燃烧泥炭作为能源国家。即使是在50年前,这也被视为一种肮脏而低效的供热方式。

唯一合乎逻辑的解决方案之一是使用原子能。

2、芬兰核电


芬兰洛维萨核电站1、2号机组(图源:Fortum)

奥尔基洛托核电站并不是芬兰的第一座核反应堆,芬兰的洛维萨核电站于1971年启用了第一个反应堆,1972年启用了第二个反应堆。该国第二座在运反应堆仍需要为芬兰的大片能源网提供清洁、无碳的电力。

奥尔基洛托核电站位于芬兰西部奥尔基洛托岛上的波的尼亚湾沿岸,其前两个反应堆很早完成建设,分别于1974年和1975年启动,采用了沸水堆(BWR),由瑞典ASEA公司建造,该公司现在是西屋电气瑞典公司的一部分。

这种类型的裂变反应堆,由铀芯块组成核裂变堆芯,装入大型反应堆容器中的金属燃料棒中。

这个裂变堆芯放入一个大圆柱体中,并被中子慢化剂(通常是石墨)包围,以保持反应稳定,蒸馏水泵入反应堆堆芯,吸收反应堆释放的热量,产生的蒸汽通过巨大的涡轮机,转化为可用的电力。安装在容器顶部的控制棒可以降低或升高,根据需要改变反应速率。

这是一种非常简单的操作方法,在实践中也可能会很复杂。

奥尔基洛托核电站的这两个反应堆机组,产生了令人印象深刻的2,500 MW的热能。这意味着最初的两个反应堆可产生约890 MW的电力。

看上去较为落后,但这个核电站可以与大约在同一时间建造的更富裕、资源更丰富的西欧和北美国家沸水堆功率相媲美。

3、建造3号反应堆

如果奥尔基洛托核电站保持这种双反应堆配置,仍然是芬兰能源部门的巨头。

但芬兰的人均用电量比斯堪的纳维亚半岛甚至欧盟其他地区都多。因此,2000年12月,芬兰政府申请了一份许可证,开始建造一个定制的3号反应堆机组。

2005年,该项目被正式批准,芬兰TVO公司被选为国内主要承包商。

3号机组设计与前两个反应堆截然不同,而且是芬兰国内能源政策的重中之重。

作为该项目的一部分,来自阿海珐NP集团的国际合作方被带到芬兰,监督这个三代压水堆的建设。

与沸水堆不同,压水堆泵送水通过堆芯吸收热量,同时让水保持在高压下,以防止沸腾。当这些冷却剂到达一个无压力的蒸汽室时,过热的蒸汽会产生更凶猛的热能输出。

就其本身而言,奥尔基洛托核电站的3号机组将从一个526吨的反应堆压力容器中输出4,3000 MW的热能和1,600 MW的净可用电力。

日本三菱重工有着百年历史的日本制钢所,在日本生产制造了该反应堆压力容器。这是2000年代中期最强的裂变反应堆设备之一,甚至在这两年仍然令人印象深刻。但表面之下隐藏着一个问题。

反应堆设施的进展刚开始,负责管理的小组就一直在变化。

2009年,西门子将其在阿海珐NP集团33.3%的股份出售给阿海珐,阿海珐成为该业务的唯一外国监管机构,与国内TVO并列。

现在,该公司以新名称法马通公司(Framatome)将其核反应堆业务出售给法国电气。一直以来,一系列看似无止境的预计完工日期超期问题困扰着该项目。

最终,西门子决定继续参与奥尔基洛托核电站的第三个反应堆项目,严格作为建造该设施涡轮机房的分包商。

一直以来,3号反应堆的预计激活日期从2010年变到2015年之前。到2020年,这一估计被固定在2022年2月的某个时候。

直到2023年4月,也就是该项目开始18年后,奥尔基洛托核电站压水堆千呼万唤始出来,才最终上线并接入国家电网。

奥尔基洛托核电站对未来的核废料处理也制定了计划。从该设施运出的每批乏核燃料都将被插入一个特制的处理罐中,该处理罐能够抵抗冲击损伤和泄漏。

这些罐子将被储存在设施的地下深处,并在那里进行全天候监测,以确保没有放射性物质进入周围环境。

由于有可能为包括赫尔辛基在内的整个芬兰南部的家庭和企业供电,因此,对于需要在冬季为家庭供暖的芬兰来说,新建和改进的奥尔基洛托核电站意义重大。

去年冬天,由于俄乌战争爆发,导致天然气管道关闭,一只来势汹汹的俄罗斯熊威胁要冻结整个欧洲,现在它的上线时机再好不过了。

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