除了大型商用反應(yīng)堆,浮動(dòng)式核電站越來(lái)越受核電大國(guó)的青睞。
說(shuō)到浮動(dòng)式核電站,搞核的人肯定會(huì)想到核潛艇或者核動(dòng)力航母之類的,畢竟人家確實(shí)自帶反應(yīng)堆。但是真正的浮動(dòng)式核電站,卻不是為了給船舶自身供電,或者準(zhǔn)確地說(shuō),現(xiàn)在的浮動(dòng)式核電站,很多甚至與船舶沒(méi)有關(guān)系。
如果你看到歐美浮動(dòng)式核電站的設(shè)計(jì),你一定會(huì)被設(shè)計(jì)者的腦回路驚訝到。
首先說(shuō)俄羅斯的浮動(dòng)式核電站
俄羅斯原子能公司制造的“羅蒙諾索夫院士”號(hào)核電站,是世界上第一臺(tái)投入運(yùn)行的浮動(dòng)式核電站。它實(shí)際上是將兩座3.5萬(wàn)千瓦的反應(yīng)堆安裝在一艘排水量為2.15萬(wàn)噸的駁船上。 “羅蒙諾索夫院士”號(hào)核電站能夠?yàn)槠h(yuǎn)工業(yè)企業(yè)、港口城市及海上油氣平臺(tái)提供電力。但是,“羅蒙諾索夫院士”號(hào)核電站本身是沒(méi)有動(dòng)力的,若要移動(dòng)它,則需要靠牽引船牽引。

由牽引船引導(dǎo)的“羅蒙諾索夫院士”號(hào)浮動(dòng)核電站“
羅蒙諾索夫院士”號(hào)核電站實(shí)際就是一座漂浮在海上的核電站,為俄羅斯極低沿海地區(qū)提供電力,這是浮動(dòng)式核電站最典型的形式。
然而,到了美國(guó),浮動(dòng)式核電站的設(shè)計(jì)就完全變樣了。
再說(shuō)美國(guó)的浮動(dòng)核電站
美國(guó)的浮動(dòng)式核電站,以麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)的小型海上核電站(OFNP)為代表。OFNP的全稱是OFFSHORE FLOATING NUCLEAR PLANT。OFNP的意思大概是“近海漂浮核電站”,顧名思義,就是建在海邊的漂浮著的核電站。
與俄羅斯的浮動(dòng)核電站相比,OFNP設(shè)計(jì)中并不強(qiáng)調(diào)“移動(dòng)”。
OFNP的外形是一個(gè)巨大的圓柱體,圓柱體內(nèi)布置了很多水密封艙隔間。在圓柱體的中間,布置一座反應(yīng)堆。
OFNP是一座海上超級(jí)核電站,它有110萬(wàn)千瓦(使用AP1000成熟堆芯設(shè)計(jì))和30萬(wàn)千瓦兩種版本,對(duì)應(yīng)的排水量分別為36.8萬(wàn)噸和7.6萬(wàn)噸。

OFNP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
同時(shí),布置反應(yīng)堆的圓筒部分處于水線以下,所以整個(gè)反應(yīng)堆,實(shí)際上是低于海平面布置的。OFNP實(shí)際上是一臺(tái)海上浮動(dòng)圓筒和一臺(tái)陸上大型核電站的結(jié)合體。

在浮動(dòng)圓筒頂端寬大的甲板上,設(shè)置了兩棟建筑,一棟為員工生活樓,一棟為生產(chǎn)樓。當(dāng)然,浮動(dòng)圓筒甲板上還布置了一個(gè)直升機(jī)停機(jī)坪,供人員在核電站和陸地之間往返。
在建造時(shí),工廠先將OFNP的各個(gè)模塊組裝好,然后用大型駁船運(yùn)往錨定海域。


OFNP的建造和運(yùn)輸
美國(guó)的浮動(dòng)式核電站,實(shí)際上是把原來(lái)建在陸地上的核電站搬到了海上。
美國(guó)為何煞費(fèi)苦心這么做呢?
海上核電站有幾個(gè)好處,比如:
1、不會(huì)被地震影響;
2、比如遠(yuǎn)離居民區(qū)不用做場(chǎng)外應(yīng)急計(jì)劃,遠(yuǎn)離大陸不受環(huán)保組織的影響;
3、在極端情況下,如反應(yīng)堆事故時(shí),只要打開(kāi)水密艙,就可以為堆芯提供無(wú)窮無(wú)盡的冷卻源……
看到?jīng)]有,同樣的反應(yīng)堆,換個(gè)地方建造,就幾乎能避免所有非專業(yè)的部門(mén)前來(lái)找麻煩。與其說(shuō)是浮動(dòng)式核電站,不如說(shuō)是美國(guó)人想盡辦法發(fā)展核電。
接著說(shuō)法國(guó)浮動(dòng)式核電站
法國(guó)的核電技術(shù)世界有目共睹,但很多人不知道,法國(guó)還是核潛艇制造大國(guó)。曾經(jīng),法國(guó)還接下了澳大利亞高達(dá)600億美元的核潛艇建造大單,只是該業(yè)務(wù)去年被美國(guó)搶走。
而說(shuō)到浮動(dòng)式核電站,法國(guó)核潛艇制造商認(rèn)為浮動(dòng)式核電站太簡(jiǎn)單了,把核潛艇上的武器拆掉,不就是浮動(dòng)式核電站了嗎?
于是,照著這個(gè)思路,法國(guó)核潛艇制造商DCNS提出了名為“Flexblue”的浮動(dòng)式核電站設(shè)計(jì)概念,并聯(lián)合阿海琺、EDF等法國(guó)核電大企業(yè)聯(lián)合研發(fā)。
Flexblue是一個(gè)排水量12000的潛水器,裝機(jī)容量為6萬(wàn)千瓦,是一種下潛式的柱形全模塊化移動(dòng)浮動(dòng)式核電站。
根據(jù)設(shè)計(jì),F(xiàn)lexblue首先在船舶公司制造完成,然后運(yùn)往離海岸5到15公里的海面上,然后讓Flexblue下潛,將其固定在離海面60到80米的海水中。Flexblue發(fā)的電將通過(guò)海底電纜運(yùn)送到大陸上。

Flexblue安裝示意圖
Flexblue具有浮動(dòng)式核電站的一般優(yōu)點(diǎn),比如不怕地震,不需要場(chǎng)外應(yīng)急計(jì)劃,極端情況下可以用海水做冷卻源等。但是,這個(gè)讓Flexblue潛入海底發(fā)電的操作,據(jù)測(cè)是躲避歐洲如恐怖分子一般的環(huán)保主義者。即使在近海大規(guī)模建造這種核電站,普通人也很難發(fā)現(xiàn)。
有人會(huì)問(wèn),潛入海底發(fā)電,那換料怎么辦呢?
這個(gè)很簡(jiǎn)單,就像核潛艇換料一樣,把Flexblue拉回工廠換料,然后重新裝回去發(fā)電就行了。

Flexblue運(yùn)輸示意圖
看到Flexblue的設(shè)計(jì),小編想象出一副情景。未來(lái)某一天,德國(guó)宣布徹底放棄核電,而實(shí)際上德國(guó)海岸底部,潛伏著一堆浮動(dòng)式核電站,為德國(guó)默默供給電能。
說(shuō)完國(guó)外再說(shuō)國(guó)內(nèi)
對(duì)于浮動(dòng)式核電站這種高科技,我們當(dāng)然不會(huì)放棄。
2016 年 12 月,國(guó)家能源局在其發(fā)布的《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》中, 將”建設(shè)海洋核動(dòng)力平臺(tái)”寫(xiě)入到相關(guān)規(guī)劃中。
2017 年 8 月 10 日,中國(guó)核能電力股份有限公司牽頭成立中核海洋核動(dòng)力發(fā)展有限公司,負(fù)責(zé)我國(guó)海洋核動(dòng)力技術(shù)開(kāi)發(fā)。
目前,我國(guó)浮動(dòng)式核電站在研發(fā)方面已取得一定的成績(jī),如中核集團(tuán)的 ACP100S 海上浮動(dòng)堆,中廣核集團(tuán)的 ACPR50S 海洋浮動(dòng)核動(dòng)力平臺(tái)。

中國(guó)浮動(dòng)式核電站的研發(fā),沒(méi)有美國(guó)或法國(guó)那么離奇的設(shè)計(jì),而是類似于俄羅斯,以為石油鉆井平臺(tái)、沿海島嶼等提供電力和熱能為目標(biāo)。
結(jié)語(yǔ)
浮動(dòng)式核電站是核能應(yīng)用的一種新形式,它可以讓核電生產(chǎn)地遠(yuǎn)離居民區(qū),也可以將核電變成一種移動(dòng)式能源,甚至還可以通過(guò)“整機(jī)出口或租借”的方式,讓那些沒(méi)有能力發(fā)展核電的國(guó)家用上核電……浮動(dòng)式核電站將是一種很有前途的核電形式。
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