中国海上浮动核电站

1、中国海上浮动核电站致力于升级海洋经济、探索能源问题解决之道的中国正将目光投向海洋开发的又 一重器一一海上浮动核电站。这种小型的、可移动式的核电站将陆上核电站的缩 小版安装在船舶上，既可为偏远岛屿供应安全、有效的能源供给，也可为远洋作 业的海上石油、天然气开采平台提供电力、热力和淡水资源，有用电需求时将电 站拉过来，不需要便可用船将电站拉走。眼下这个国际公认的海洋世纪”里，海洋经济已成为全球经济发展的盛宴。沉睡 在海底的战略性资源，其分布之广、品位之高、储量之大，远远超乎人类现今的 需求与想象。对于拥有18000多公里海岸线和300万平方公里管辖海域、多年蝉 联能源消费总量世界第一的中国而言，蓝

2、色国土 ”的开发、利用与安全，与国家安全和长远发展息息相关。海上浮动核电站，无疑是未来海上能源保障的重要选 项。提到海洋、核电站，很多人往往想到的还是其安全性。海上浮动核电站（也称浮 动堆）究竟安不安全？其实，离岸小型模块化浮动堆的安全性优于目前在运的陆 基核电站。首先，浮动堆功率较小，设计上采用更先进的理念，本身固有的安全 性就很高；其次，浮动堆处于远离陆地的海上，不易受地震和海啸影响，即便发 生地震，震源的地震波也不会被海水传递。而且海洋本身也可以作为一个应急的 散热器，在极端事故情况下，浮动堆可将海水引入船体内，阻止堆芯熔化进程， 保证反应堆安全。由于浮动平台体积小，它们可被牵引到专门的

3、场所进行集中维 护和处理。技术原理并不神秘听起来似乎有些不可思议，但海上浮动堆并不是什么新鲜事。早在上世纪50年代，船舶核动力及一系列实验性反应堆发电的成功，使得基于船舶平台的小型核电装置进入人类设想。浮动核电站的技术原理其实并不神秘，只是将原本建造在陆地上的核电站安装在 船舶平台上。但是，由于陆地和海上条件差异很大，相关的技术要求不尽相同， 海上浮动核电站的设计、建造和运行都面临特殊的技术难题。可查资料显示，1963年，美国马丁 马丽艾塔公司为美国军方设计了 MH-1A核 电装置，为缺电的巴拿马运河区供电，放置在第二次世界大战期间建造的自由 号”轮船上。MH-1A从1968年工作到1975年

4、，后来由于运行费用过高及军队反 应堆计划的终止而退役。1972年，美国佛罗里达州在核电厂选址时遭遇难题，美国西屋电气公司设想了 一种放置在大型驳船上，可由拖船拖曳的 离岸”核电厂方案，这种浮动式核电站 可以起航沿着美国东部大西洋沿岸地区漂浮， 且可以很方便地向沿岸城镇输送电 力。但由于政府批准的延迟、投资减少等原因，这个方案最终遭致扼杀。海上民用浮动核电站的设想，最终由俄罗斯人付诸实践。为了给俄罗斯远东或北 极地带一些边远地区、油气田开发供电，俄罗斯原子能公司（Rosatom） 2009年开工建造了罗曼诺索夫号”浮动核电站，计划将于2016年交付、2018年投入使 用。罗蒙诺索夫号”排水量为2

5、.15万吨，装配有两个KLT-40型核反应堆，能提供 70兆瓦的电力以及300兆瓦的热力供应，保障一个人口达20万的城市电力及热 水供应。止匕外，通过重新设置，罗蒙诺索夫号”还能变成海水淡化处理厂，每天生产24万立方米的淡水。根据规划，俄罗斯还将建设一批浮动式核电站，为大 型工业项目、港口城市、海上油气钻探平台提供能源。居住舱控制室 燃料舱换料吊具反应堆舱卜:机舱俄罗斯海上浮动核电站舱室布置图与常规柴油发电相比经济性明显随着中国海洋战略的实施，海洋资源开发活动日益频繁，海上浮动堆的技术攻关 步伐提速，各大核电企业纷纷加快小型核反应堆研发和推广， 起步时间虽有不同, 但发电、供热、海水淡化等工业

6、化和市场推广早已是业内共识。2015年12月31日，国家发改委复函同意ACPR50S海洋核动力平台纳入能源科 技创新 十三五”规划。ACPR50S系列是由中国广核集团（下称中广核）自主研 发、自主设计的海上小型堆技术，单堆热功率 200MW,可为海上油气田开采、海岛开发等领域的供电、供热和海水淡化提供电力。目前，中广核正在开展ACPR50S小型堆示范项目的初步设计工作，预计2017年启动示范项目建设，2020 年建成发电。“ACPR50前上小型堆的技术先进性体现在，采用模块化设计，易于现场安装、 运行及换料检修；紧凑型布置，反应堆压力容器与蒸汽发生器之间采用短套管连 接，基本消除大破口事故发生

7、；基于大型压水堆成熟经验开展小型化设计，依托成熟核级设备供应链。”中广核小型堆总设计师芮旻对澎湃新闻(www.thepaper.cri)表示。 ACPR50S堆芯示意图据芮旻介绍，ACPR50S海上小堆采用全非能动安全系统，半潜式深吃水设计， 海水可作为最终热阱(注：即接受反应堆排出余热的场所)，安全性上超过了三 代核电安全标准。根据用户需求提供特定的热力及电力供应， 小型堆可广泛应用 于偏远地区中小型电网、海水淡化、工业供热、居民供暖等领域。0H海岛供能由于海上浮动小型堆换料检修周期长，可长期运行、持续不断地进行电能、热能、 海水淡化等综合能源供给，用于海上资源开发时比利用柴油发电机实惠得多

8、。 后 者不仅功率小，且燃料补给困难、使用维护成本高。在一些特殊需求上，比如为海岛供电，柴油发电机的电价高达每度电5块钱，小堆在经济上就有很好的竞争力。”在去年的国际核电小堆发展高峰论坛上，国 家核安全局反应堆处处长朱立新举例说。另有数据显示，目前渤海海上石油开采所需能源为原油或有限的伴生气，原油发电成本大约2.0元/千瓦时，而海上核能发电成本约 0.9元/千瓦时。根据中广核测算，ACPR50S核发电系统与海上常规能源（柴油发电）相比， ACPR50S首台机组在经济性方面就具有一定的竞争力，批量化（4台以上）建设后，建造成本预计下降25%,经济性会更好。这种经济性上的优势体现在小型堆建造运行全

9、生命周期的各个环节：首先，模块化建造大幅减少了现场安装和调试工作， 建造工期大为缩短，可有效降低建设成 本；与大型商用压水堆相比，ACPR50S热功率小，源项低，系统设计优化，使 得工程建造成本和电厂运行维修成本降低； 换料检修周期长，可用率高，燃料经 济性较好；批量化建设后，经济性优势将进一步突显，通过选用成熟的设备技术， 并与主要设备供应商结成产业联盟，可有效支撑未来发展。产业联盟雏形初现。1月25日，中广核与中国船舶重工集团公司（下称中船重 工）签署战略合作协议，拟就共同推进海上核动力平台项目建设开展合作。中船 重工是国内最大的船舶集团和海军装备研制主体，在海上核动力平台方面实力不 俗。

10、据公开报道，目前中船重工下属的719所已完成了海洋核动力平台的两种技 术方案，一种为浮动式核电站，即将核电站布置于浮动式平台上，另一种为可潜 式核电站，除满足浮动式核电站性能要求外，还可满足在恶劣海况下，平台下潜 至水下工作的需求。再稍早前，中广核还与中国最大的海上石油及天然气生产商中国海洋石油总公司 （下称中海油）签署了战略合作框架协议，充分发挥各自在海洋石油工程技术领 域和核电技术领域的优势，推动海洋石油工业与核电工业的有机融合。中广核、 中船重工、中海油，尽管合作仍处于早期阶段、尚未有更多细节流出，但各方角 色鲜明、专业优势突出，联盟的形成将大大推动海上小型堆技术在海上核动力平 台领域的

11、应用和推广。海上开采海上运作 到底安不安全？ 这或许是大多数人最关心的问题。 海洋、核反应堆，五年前发生于日本福岛县的 核事故至今让人对这些词汇组合心有余悸。日本福岛核事故，主要是地震后海啸引起全厂断电，机组冷却系统失效而导致 的严重事故。ACPR50S基于成熟压水堆和三代核电技术，借鉴国内外小型堆先 进设计理念，是自主开发的适用于海洋环境的核电站。 按照我国最新核安全设计 要求，ACPR50S采用全非能动安全系统设计，事故情况下不需要厂外电力，7天内可不需要人员干预；半潜式深吃水的设计充分利用海水作为最终热阱并提供 天然的辐射屏蔽，可有效避免由于冷源损失造成类似福岛事故的严重后果。”芮旻对澎

12、湃新闻()说。平台图具体到ACPR50S的半潜式深吃水”设计，芮旻介绍称，主要是针对反应堆堆芯 布置，堆芯活性段位于海平面以下，可以实现以海水作为最终热阱的设计； 在极 端事故情况下，核电站可通过引入海水，阻止堆芯熔化进程，充分保证反应堆的 安全，实质消除放射性物质的释放，不会给厂区外公众造成辐射危害。为了防止出现核泄漏等事故，俄罗斯罗蒙诺索夫号”在设计时也较多考虑了安全 因素。罗蒙诺索夫号”的最核心部件一一KLT-40核反应堆，已成功应用于多艘 核动力破冰船。核动力破冰船在俄罗斯已长期使用，并通过了50年北极严酷自然环境的考验。海上浮动核电站的设计还采用了极高的安全标准，除核反应装置的设计能

13、够抵御海啸等自然灾害的破坏外， 核反应装置也符合所有国际原子能委 员会的要求，并对环境不产生污染。按功能划分，海上浮动堆可分为核反应堆和海上浮式平台两部分。芮旻对澎湃新 闻称，核反应堆的设计以中国陆基核设施规范标准为基础，并考虑海洋环境的特殊要求和发电要求；海上浮动平台的设计参照具有特殊用途的海上浮式装置遵循 的设计规范，以及国际海事组织、国际劳工组织、国内外船级社的相关规范标准， 并以最终海上核电站能通过国家相关技术审查部门的审核为要求开展。目前，国际上正在建立一套适用于小型核动力厂的安全要求， 中国国家核安全局也正在牵 头编制模块式小型压水堆浮动电站安全审评原则，用以指导海上小型堆核电 站

14、安全审评工作。与核潜艇有何不同？1954年，美国 鹦鹉螺”号核动力舰船服役开启了海上核能应用的先河。中国核 动力平台的研发已有近50年历史，虽然已拥有多艘核动力潜艇，但水面核动力 船舶建造尚无先例。浮动核电站与核潜艇有何不同？尽管原理相似，但由于工作的海洋环境条件和用途目地的不同， 两者在技术上存在较大差别。芮旻说，核动 力潜艇是利用核能来提供推动力，主要考虑各种灵活机动的变功率工况设计。而 ACPR50S设计采用的是中国民用核设施法规标准，利用海上浮动平台作为核电 站承载平台，主要为用户提供稳定的电力、热力等综合能源，关注的是民用核安 全性和高效的经济性。在1月27日国务院新闻办公室举办的中

15、国的核应急白皮书发布会上，面对 外国记者提出的 中国建设和部署海上核电站的考量”问题，中国国家原子能机构 主任、国家国防科技工业局局长、国家核事故应急协调委员会副主任委员许达哲 回答称：海上浮动电站的问题，我们正在规划当中，必须经过严格的、科学的 论证。中国也是致力于要建设海洋强国，所以海洋资源一定要充分的挖掘利用， 这时候如何利用好核能是我们探讨、研究、规划、发展的内容。 ”许达哲称，中国首先是坚持和平利用核能，是坚持安全为前提的条件下发展核能， 中国的核安全观已经明确地阐述了这一点。 在我们周边的海域开发海洋资源， 造福人类，这绝对是应有的选项。”海上浮动核电站已成海洋强国标配”，全球首堆

16、已下海测试随着对海洋经济的倚重，各国纷纷将目光投向被称为全球最强移动电源”的海上浮动核电站，以突破海上开发的能源供给瓶颈。近日，世界上首座海上浮动核电站，俄罗斯罗蒙诺索夫院士( AkademikLomonosov )”号进入下海测试阶段，并将于2017年10月30日完成测试后正式投入使用。俄罗斯副总理DmitryRogozin表示，这座海上浮动核电站会和沿海基础设施连接，通过电缆为北极城市提供电力。近日，世界上首座海上浮动核电站，俄罗斯罗蒙诺索夫院士（ AkademikLomonosov ） ”号进入下海测试阶段。罗蒙诺索夫院士 ”号长140米，宽30米，高10米，排水量21500吨，能配 备

17、70名左右船员。在这座全球最强移动电源”上，装备的两座 KLT-40型核反应堆，可输出 70兆瓦电功率或300兆瓦热功率，供 20万人使用。船 上的海水淡化设备则可为居民提供每天24万立方米的淡水。除了为俄罗斯在西伯利亚北部的堪察加半岛威尔尤欣斯基镇（Vilyuchinsk ）提供稳定的消洁电力和饮用水之外，罗蒙诺索夫院士 ”号还将为海上石油平台供应电力。根据计划，俄罗斯将打造一支海上浮动核电站船队，为大型工业项目、港 口城市、海上油气钻探平台提供能源。海上浮动核电站安不安全？根据此前俄罗斯媒体的报道，罗蒙诺索夫院士 ”号的生产商俄罗斯 Baltiysky船厂表示，具安全标准不亚于陆地上的核电

18、站， 有多重措施防止核泄漏，能在海啸等其他自然灾害情况下，保证反应堆的 安全，寿命可达35-40年。实际上，海上浮动核电站一般采用小型核反应堆， 安全性高。并且，浮动反应堆往往和陆地保持一定距离，即使发生地震， 地震波也不会被海水传递，从而受地震、海啸影响不大。海上浮动核电站是将小型核反应堆和船舶结合，突破空间限制，使核电移 动化，这并不只是俄罗斯想到了。 早在1963年，美国军方就将设计的MH-1A核电装置装备在轮船上，解决巴拿马运河地区的电荒问题。近年来，法国 研发了下沉式海上浮动核电站Flexblue ,其反应堆安全系统能在和外部断电的情况下依然运转。韩国的GBS式浮动核电站采用混凝土重

19、力基础结构作容器和支持结构，运行后每天能淡化4万吨海水。中国也在加速布局。作为拥有18000多公里海岸线和 300万平方公里管辖海域的 篮色大国”，中国对于海洋经济的开发和基础设施的建设一直在紧锣 密鼓地布局。中国核工业集团公司（下称：中核集团）和中国广核集团（下称：中广核）是国内最早出拳海上小型反应堆的先行者，其各自的ACP100S和ACPR50S项目都被发改委纳入能源科技创新十三五”规划。它们都是中国自主研发、自主设计的海上小型反应堆技术，能为海上油气田开采、海岛开发等领域 的供电、供热和海水淡化提供可靠、稳定的电力。I对于ACPR50S ,中广核小型堆总设计师芮旻在接受澎湃新闻( HYP

20、ERLINK )采访时曾表示， ACPR50S海上小型堆的特点是模块化设计、紧凑型布置，能实现在易于安装、运行和检修的同时，消除大破口 事故的发生。ACPR50S堆芯示意图。除了 ACP100S,中核旗下的中国核动力研究设计院还开发了ACP10S、ACP25S两种不同功率规模的浮动式反应堆，可进行单双堆组合，打造不同 功率规模的浮动式核电站型号。最近，中船重工和中海油已经与国内核电巨头牵手开发这种核电站。海上浮动核电站也称海洋核动力平台，是小型核反应堆与船舶工程的有机结 合，可为海洋石油开采和偏远岛屿提供安全、有效的能源供给，也可用于大功率 船舶和海水淡化领域。近日，中国国家原子能机构主任、国

21、家国防科技工业局局长许哲达在国内首 部涉核领域的中国的核应急白皮书发布会上透露，中国的海上浮动核电站正 在规划当中。他说，中国致力于建设海洋强国，所以海洋资源一定要充分地挖掘 利用。海洋核动力平台属国内首创。尽管中国核动力平台的研发已有近 50年历史， 已拥有多艘核动力舰船，民用核动力船舶建造尚无先例。这在技术上已经没有问题。”接受第一财经日报记者采访的中国工程院院士、辐射防护和环境保 护专家潘自强说。哪里需要去哪里目前中船重工七一九所已完成了海洋核动力平台的两种技术方案。一种为浮动式核电站，即将核电站布置于浮动式平台上；另一种为可潜式核电站，除满足 浮动式核电站性能要求外，还可满足在恶劣海况

22、下，平台下潜至水下工作的需求。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。”潘自强对本报记者说，它们的区别是，前者主要是在海上。海上浮动核电站的技术原理非常简单，好比是把一个在缩小版的陆地核电站 移植到船舶身上。当然，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。这意味着，海上浮动核电站在设计、建造和运行方面还需解决诸多 的技术难题。即便和国内成熟的核动力潜艇技术相比，海上浮动核电站在装置等方面也与 前者有着技术上的差异。中核集团一位专家向本报记者分析，以核动力破冰船来 说，破冰船本身的结构与潜艇和 航母都不一样，目前中国计划打造的核动力破冰 船，其整个结构的设计以

23、及相关方案还在进行中。中核集团在2014年称，破冰船作为极地考察不可缺少的工具，中核集团将 全力以赴推动破冰船研发项目。海上浮动核电站的最大特点是可以在浩瀚的海洋之中自由移动，能够达到 哪里需要到哪里去”的要求。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。有业内人士分析，发展海洋浮动核电站技术，将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，海洋浮动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

24、力。核动力是利用可控核反应来获取能量而得到动力。这种动力之强大和持久， 使得其他动力在其面前都会黯然失色。比如，前苏联在1954年制造的一艘命名 为列宁号”的核动力破冰船，其动力心脏是一个压水式核反应堆， 这艘核动力破 冰船带上10千克铀，就相当于带上25000吨标准煤。公开资料显示，俄罗斯是目前世界上正在建设海上浮动核电站的国家。2010年1月，罗蒙诺索夫院士 ”号在圣彼得堡波罗的海船厂开建。 俄罗斯正在拟建造 8座海上浮动核电站，为其滨海城市的供电、供热和海水淡化工程等提供能源。核电专家温鸿均对本报记者说，在海上进行资源开发，利用核动力发电比利 用石油发电实惠得多。千亿元市场中船重工是我国

25、拿到海上核电路条的第一家企业。 ”中国证券报最近引 述中船重工资产经营管理有限公司总经理吴忠的话说， 中船重工七一九所将会依 托其自身的优势资源，用5年的时间建成国内最强的海洋核动力平台产业集团。吴忠称，仅就海上石油钻采方面的需求而言， 未来市场规模就逾1000亿元。 根据测算，渤海湾每年将形成500亿元的核动力装备制造产值，而南海的规模则 会更多。报道还引述中船重工七一九所副总工程师朱涵超的话说，中船重工的海洋核 动力平台示范工程建设投资约为 30亿元。建成后，在全寿期40年内通过售电可 实现销售收入约226亿元。为满足渤海油田的能源需求，集团将先后批量建设近 20座海洋核动力平台。中船重工

26、海上浮动核电站的反应堆技术则由中核集团和中广核等核电企业提供。2015年12月30日，国家发改委复函同意中广核申报的 ACPR50S海洋核 动力平台纳入能源科技创新十三五”规划。中广核研发的ACPR50S海上小型堆技术，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,可为海上油气田开采、海岛开发等领域的供 电、供热和海水淡化提供电力。该公司正在开展 ACPR50S小型堆示范项目的初 步设计工作，预计2017年启动示范项目建设，2020年建成发电。中核集团研发海上小型堆形技术名叫 ACP100S。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

27、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。宋丹戎称，ACP100S结构紧凑、重量集中、重心低、抗倾斜，摇摆能力和 抗冲能力强，反应堆相关的主设备均开展过抗冲击试验。设计时，充分考虑海上台风、海冰、雪载荷等对核动力装置的影响。反过来，反应堆也满足国标对放射 性排放的要求，其发电成本与现有海上 油气开采能源供应方式相比有较大的经济 优势。ACP100浮动式核电站模型。今年1月，中核和中广核都已联合国内船体平台研发、