海上核电站：“哪里需要哪里去”
2016-11-07 10:01:50
摘要：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。
海上核电站又称海上浮动核电站。今年年初，国新办举行的国内首部涉核领域的《中国的核应急》白皮书透露，中国的海上浮动核电站正在规划当中。中国致力于建设海洋强国，而海上核电站有利于中国对海洋资源进行充分的挖掘利用。
海上核电站的工作原理是，把核反应堆安置在船舶上，由船舶开往那些需要电源的海洋，比如，南海、渤海和东海。海上核电站在国内属于首创，尽管中国核动力平台的研发已有近半个世纪的历史，已拥有多艘核动力舰船，民用核动力船舶建造尚无先例。
不管反应堆是安置在核动力舰船身上(比如潜水艇和航母)，还是安置在民用的船舶身上，中国工程院院士潘自强此前向记者分析说：“这在技术上已经没有问题。”
“(国内)几家(核电集团)都在发力。”东方电气一位内部人士对《第一财经日报》记者说，小型核反应堆是未来核电领域的发展趋势。
“哪里需要哪里去”
ACPR50S是中广核开发的海上浮动核电站，用中广核研究院副总工程师、小型堆总设计师芮旻的话说，是以成熟的大型陆上商用压水堆核电站为参考，基于成熟的核电装备技术，结合成熟的海洋设施技术，开发的满足最高核安全要求和海洋用户需求的分布式海洋综合能源系统。
“总体上说，海上浮动核电站与陆地上的核电站没有什么区别。”潘自强分析说，它们的区别是，前者在海上，而后者在陆上。
海上核电站，好比是把一个在缩小版的陆地核电站移植到船舶身上，比如，ACPR50S单堆热功率为200MW，相当于陆上百万级千瓦的核反应堆的1/5。国际原子能机构(IAEA)将小型核反应堆定义为发电功率小于300兆瓦的核反应堆动力装置，简称小型堆。
由于陆地环境和海洋环境存在巨大差异，相关的技术要求自然有异。基于海洋的特殊环境，海上核电站的反应堆结构紧凑、重量集中、重心低、抗倾斜，摇摆能力和抗冲能力强。在设计时，反应堆充分考虑海上台风、海冰、雪载荷等对核动力装置的影响。
安全性更是重中之重，因为核反应堆释放的能量巨大。美国人曾在半个世纪前做过一个狂野的试验——把核动力用到宇宙飞船身上。理论上，一艘配备核动力的超级飞船的飞行速度能够达到光速的1/10。但这个狂野的试验因为会在实际应用中危及人类的生命而被叫停。与这种危险的试验不同，一艘使用核动力的船舰，只要带上10千克铀就相当于带上25000吨标准煤。
与陆上核电站一样，海上核电站必须满足国标对放射性排放的要求。从中国核电站多年的运营经验来看，国内核反应堆的技术是安全可靠的。而海上核电站反应堆技术，则是基于陆上核电站反应堆技术改进而来的。
此外，海上核电站的一大特点是，可以在浩瀚的海洋之中自由移动，有“哪里需要到哪里去”的优势。它既可以为近岸的大型港口工业基地提供电力，也可以为远洋作业的海上石油、天然气开采平台提供电力。
中广核称，要实现建设海洋强国战略，首先要解决的就是海上能源供给问题，而海上核电站“是彻底解决我国近海、远海及岛礁等地区稳定能源供应的重要途径”。
发展海上核电站，有助于提升中国的远洋海上资源开发能力，比如在远离大陆数百甚至上千公里的西沙群岛、南沙群岛等南海海域的海上资源开采。与此同时，海上核电站还可以作为应对各种紧急情况的备用电源，为遭受自然灾害袭击的地区提供电源，从而提升中国面对灾害时的应急能力。
ACPR50S实验堆建设是在2015年12月获得国家发改委批复同意的。目前，该公司已经完成实验堆关键部件反应堆压力容器的招标工作。根据招标结果，中广核研究院与东方电气签订了《“中广核ACPR50S实验堆平台项目”压力容器采购协议》。
“压力容器采购协议的签署，标志着中广核ACPR50S海上实验堆平台建设的正式启动。”中广核新闻发言人黄晓飞称，中广核也期望与国内各相关科研院所及装备制造企业继续深入合作，推动海洋核动力事业的快速发展。
压力容器是核反应堆的关键设备。记者通过有关权威渠道独家获悉，ACPR50S压力容器采购订单在1000万元左右。
芮旻说，陆上反应堆的正式开建是以浇注第一罐混凝土(FCD)为标志的，而海上小型堆则不同。由于海上核电站建造主要是船体平台的建造、设备的安装等，不包含土建工程，因此不会有浇灌混凝土，也就不会有FCD。
芮旻补充说，船体平台建造周期通常比较短，而对海上核电站建造工期影响最大的还是反应堆主设备的制造周期，其中制造周期最长的是反应堆压力容器。因此，ACPR50S的反应堆压力容器签订采购协议，表明ACPR50S已经正式进入工程阶段，标志着ACPR50S建造的正式开工。
中广核此前公布的资料显示，ACPR50S预计2017年启动示范项目建设，2020年建成发电。
其他核电集团跟进
在中广核之前，中国其他核电集团也已经或正在部署海上核电站。作为中国核电行业的“老大哥”，中核集团用于海上核电站的核反应堆命名为ACP100S。
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称，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。
ACP100S当时计划2016年完成工程初步设计，工程开工;2017年，完成工程主系统施工设计，船体下水;2018年，完成电站主设备安装;2019年，电站建造调试完成，并投入运行。
东方电气上述内部人士向记者透露，中国核工业建设集团(下称“中国核建”)也在部署海上核电站。他说，与中核集团、中广核使用的第三代压水堆核电技术作为海上核电站的反应堆不同，中国核建打算使用的核反应堆是第四代技术高温气冷堆。
另外，记者从有关权威渠道获悉，国家电投集团(下称“国家电投”)同样也在部署海上核电站。记者了解到，国家电投可能使用的反应堆是基于第三代压水堆CAP1400技术的基础上进行改进的。
由于海上核电站是依靠船舶作为平台，上述核电集团海上核电站的开发，需要与国内的船舶集团进行合作。比如，中核集团与中船重工集团(下称“中船重工”)在这方面已经有了合作。
在海上核电站的进展方面，中船重工走在了其他船舶集团的前面。中船重工年初公布的一则消息显示，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，已经得到国家发改委的同意，这将为实现中国海洋核动力平台零的突破奠定基础。
记者从湖北省发改委官网上看到，早在2014年，中船重工七一九研究所就挂牌成立了国家能源海洋核动力平台技术研发中心，从而成为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、中海油研究总院等单位共同组建。
中核集团官方微信在今年早些时候曾发布一则消息，中国首座海上核电站即将在中船重工旗下渤船重工进行总装建造，而中船重工未来将批量建造近20座海洋核动力平台。
按照业内的预计，海上核电站实现批量建设后，预计每座海洋核动力平台(即海上核电站)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的造价便宜。
记者曾从有关权威渠道独家获悉，今年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。（第一财经 林春挺）
