中國廣核集團(tuán)(下稱“中廣核”)最近宣稱，公司開發(fā)的一個(gè)小型核反應(yīng)堆已經(jīng)正式進(jìn)入了工程階段。該反應(yīng)堆是一種可以滿足海洋用戶需求的分布式海洋綜合能源系統(tǒng)。

11月4日，中廣核與東方電氣股份有限公司(下稱“東方電氣”，600875.SH)簽署了《“中廣核ACPR50S實(shí)驗(yàn)堆平臺(tái)項(xiàng)目”壓力容器采購協(xié)議》，這意味著中廣核海上小型堆ACPR50S建設(shè)正式啟動(dòng)，中國海上核電站建設(shè)進(jìn)入新時(shí)代。

海上核電站又稱海上浮動(dòng)核電站。今年年初，國新辦舉行的國內(nèi)首部涉核領(lǐng)域的《中國的核應(yīng)急》白皮書透露，中國的海上浮動(dòng)核電站正在規(guī)劃當(dāng)中。中國致力于建設(shè)海洋強(qiáng)國，而海上核電站有利于中國對海洋資源進(jìn)行充分的挖掘利用。

海上核電站的工作原理是，把核反應(yīng)堆安置在船舶上，由船舶開往那些需要電源的海洋，比如，南海、渤海和東海。海上核電站在國內(nèi)屬于首創(chuàng)，盡管中國核動(dòng)力平臺(tái)的研發(fā)已有近半個(gè)世紀(jì)的歷史，已擁有多艘核動(dòng)力艦船，民用核動(dòng)力船舶建造尚無先例。

不管反應(yīng)堆是安置在核動(dòng)力艦船身上(比如潛水艇和航母)，還是安置在民用的船舶身上，中國工程院院士潘自強(qiáng)此前向記者分析說：“這在技術(shù)上已經(jīng)沒有問題。”

“(國內(nèi))幾家(核電集團(tuán))都在發(fā)力。”東方電氣一位內(nèi)部人士對《第一財(cái)經(jīng)日報(bào)》記者說，小型核反應(yīng)堆是未來核電領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

“哪里需要哪里去”

ACPR50S是中廣核開發(fā)的海上浮動(dòng)核電站，用中廣核研究院副總工程師、小型堆總設(shè)計(jì)師芮�F的話說，是以成熟的大型陸上商用壓水堆核電站為參考，基于成熟的核電裝備技術(shù)，結(jié)合成熟的海洋設(shè)施技術(shù)，開發(fā)的滿足最高核安全要求和海洋用戶需求的分布式海洋綜合能源系統(tǒng)。

“總體上說，海上浮動(dòng)核電站與陸地上的核電站沒有什么區(qū)別。”潘自強(qiáng)分析說，它們的區(qū)別是，前者在海上，而后者在陸上。

海上核電站，好比是把一個(gè)在縮小版的陸地核電站移植到船舶身上，比如，ACPR50S單堆熱功率為200MW，相當(dāng)于陸上百萬級(jí)千瓦的核反應(yīng)堆的1/5。國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)將小型核反應(yīng)堆定義為發(fā)電功率小于300兆瓦的核反應(yīng)堆動(dòng)力裝置，簡稱小型堆。

由于陸地環(huán)境和海洋環(huán)境存在巨大差異，相關(guān)的技術(shù)要求自然有異。基于海洋的特殊環(huán)境，海上核電站的反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)緊湊、重量集中、重心低、抗傾斜，搖擺能力和抗沖能力強(qiáng)。在設(shè)計(jì)時(shí)，反應(yīng)堆充分考慮海上臺(tái)風(fēng)、海冰、雪載荷等對核動(dòng)力裝置的影響。

安全性更是重中之重，因?yàn)楹朔磻?yīng)堆釋放的能量巨大。美國人曾在半個(gè)世紀(jì)前做過一個(gè)狂野的試驗(yàn)�C�C把核動(dòng)力用到宇宙飛船身上。理論上，一艘配備核動(dòng)力的超級(jí)飛船的飛行速度能夠達(dá)到光速的1/10。但這個(gè)狂野的試驗(yàn)因?yàn)闀?huì)在實(shí)際應(yīng)用中危及人類的生命而被叫停。與這種危險(xiǎn)的試驗(yàn)不同，一艘使用核動(dòng)力的船艦，只要帶上10千克鈾就相當(dāng)于帶上25000噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

與陸上核電站一樣，海上核電站必須滿足國標(biāo)對放射性排放的要求。從中國核電(6.790, 0.00, 0.00%)站多年的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)來看，國內(nèi)核反應(yīng)堆的技術(shù)是安全可靠的。而海上核電站反應(yīng)堆技術(shù)，則是基于陸上核電站反應(yīng)堆技術(shù)改進(jìn)而來的。

此外，海上核電站的一大特點(diǎn)是，可以在浩瀚的海洋之中自由移動(dòng)，有“哪里需要到哪里去”的優(yōu)勢。它既可以為近岸的大型港口工業(yè)基地提供電力，也可以為遠(yuǎn)洋作業(yè)的海上石油、天然氣開采平臺(tái)提供電力。

中廣核稱，要實(shí)現(xiàn)建設(shè)海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略，首先要解決的就是海上能源供給問題，而海上核電站“是徹底解決我國近海、遠(yuǎn)海及島礁等地區(qū)穩(wěn)定能源供應(yīng)的重要途徑”。

芮�F說，陸上反應(yīng)堆的正式開建是以澆注第一罐混凝土(FCD)為標(biāo)志的，而海上小型堆則不同。由于海上核電站建造主要是船體平臺(tái)的建造、設(shè)備的安裝等，不包含土建工程，因此不會(huì)有澆灌混凝土，也就不會(huì)有FCD。

芮�F補(bǔ)充說，船體平臺(tái)建造周期通常比較短，而對海上核電站建造工期影響最大的還是反應(yīng)堆主設(shè)備的制造周期，其中制造周期最長的是反應(yīng)堆壓力容器。因此，ACPR50S的反應(yīng)堆壓力容器簽訂采購協(xié)議，表明ACPR50S已經(jīng)正式進(jìn)入工程階段，標(biāo)志著ACPR50S建造的正式開工。

中廣核此前公布的資料顯示，ACPR50S預(yù)計(jì)2017年啟動(dòng)示范項(xiàng)目建設(shè)，2020年建成發(fā)電。

其他核電集團(tuán)跟進(jìn)

在中廣核之前，中國其他核電集團(tuán)也已經(jīng)或正在部署海上核電站。作為中國核電行業(yè)的“老大哥”，中核集團(tuán)用于海上核電站的核反應(yīng)堆命名為ACP100S。

在2015年5月的第三屆能源論壇上，中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院多用途模塊化小堆總設(shè)計(jì)師宋丹戎稱，用于海上石油開采方案的浮動(dòng)式核電站ACP100S已完成總體方案設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、關(guān)鍵設(shè)備研制等環(huán)節(jié)均已貫通，可很快具備工程應(yīng)用條件。

ACP100S當(dāng)時(shí)計(jì)劃2016年完成工程初步設(shè)計(jì)，工程開工;2017年，完成工程主系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)，船體下水;2018年，完成電站主設(shè)備安裝;2019年，電站建造調(diào)試完成，并投入運(yùn)行。

東方電氣上述內(nèi)部人士向記者透露，中國核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)(下稱“中國核建(16.460, 0.30, 1.86%)”)也在部署海上核電站。他說，與中核集團(tuán)、中廣核使用的第三代壓水堆核電技術(shù)作為海上核電站的反應(yīng)堆不同，中國核建打算使用的核反應(yīng)堆是第四代技術(shù)高溫氣冷堆。

另外，記者從有關(guān)權(quán)威渠道獲悉，國家電投集團(tuán)(下稱“國家電投”)同樣也在部署海上核電站。記者了解到，國家電投可能使用的反應(yīng)堆是基于第三代壓水堆CAP1400技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的。

由于海上核電站是依靠船舶作為平臺(tái)，上述核電集團(tuán)海上核電站的開發(fā)，需要與國內(nèi)的船舶集團(tuán)進(jìn)行合作。比如，中核集團(tuán)與中船重工集團(tuán)(下稱“中船重工”)在這方面已經(jīng)有了合作。

在海上核電站的進(jìn)展方面，中船重工走在了其他船舶集團(tuán)的前面。中船重工年初公布的一則消息顯示，公司申報(bào)的國家能源重大科技創(chuàng)新工程海洋核動(dòng)力平臺(tái)示范工程項(xiàng)目，已經(jīng)得到國家發(fā)改委的同意，這將為實(shí)現(xiàn)中國海洋核動(dòng)力平臺(tái)零的突破奠定基礎(chǔ)。

記者從湖北省發(fā)改委官網(wǎng)上看到，早在2014年，中船重工七一九研究所就掛牌成立了國家能源海洋核動(dòng)力平臺(tái)技術(shù)研發(fā)中心，從而成為國內(nèi)首個(gè)國家級(jí)海洋核動(dòng)力平臺(tái)技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)。該研發(fā)中心由位于湖北的中船重工七一九研究所發(fā)起，中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院、中科華核電技術(shù)研究院有限公司、中海油研究總院等單位共同組建。

中核集團(tuán)官方微信在今年早些時(shí)候曾發(fā)布一則消息，中國首座海上核電站即將在中船重工旗下渤船重工進(jìn)行總裝建造，而中船重工未來將批量建造近20座海洋核動(dòng)力平臺(tái)。