漂在海上的核電站

陳釗

今年5月，中俄兩國簽署了《全面核電合作諒解備忘錄》，決定合作建造漂浮核電站。此消息一出，漂浮核電站這一新奇而又陌生的名詞瞬間吸引了眾多媒體的關(guān)注。

讓核電站動起來

嚴(yán)格來說，漂浮核電站并不是一個全新的概念。早在1969年，美國新澤西公共服務(wù)電力和燃?xì)夤靖笨偛美聿榈隆ぐ？颂乇闾岢鲞^在新澤西海岸邊建造漂浮核電站的建議。當(dāng)時，美國能源巨頭——西屋公司還專門成立了一家名為“離岸能源系統(tǒng)”的子公司，負(fù)責(zé)漂浮核電站的設(shè)計和建造，并計劃于1980年左右建成8座漂浮核電站；但是，隨著美國經(jīng)濟(jì)在20世紀(jì)70年代進(jìn)入滯脹期后，該計劃不了了之。

盡管美國的商用漂浮核電站計劃沒能順利推進(jìn)，其在軍事領(lǐng)域卻早已取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。作為美國軍事核能計劃的一部分，美國于1963年開始建造世界上第一座漂浮核電站——“斯特吉斯”號?！八固丶埂碧柕碾姽β蕿?0兆瓦，主要為邊遠(yuǎn)地區(qū)和特殊地區(qū)提供電力和熱源。1968～1975年，由于越南戰(zhàn)爭爆發(fā)和蘇伊士運(yùn)河關(guān)閉的緣故，美國通過限制水力發(fā)電量，來提高巴拿馬運(yùn)河的航運(yùn)能力，從而導(dǎo)致該地區(qū)電力供應(yīng)不足。這一期間，“斯特吉斯”號漂浮核電站便被派往巴拿馬運(yùn)河地區(qū)服役，為當(dāng)?shù)靥峁╇娏Α?976年，由于美國軍事核能計劃的停止和運(yùn)行費(fèi)用高昂等緣故，“斯特吉斯”號宣布退役。此后，美國再無建造漂浮核電站的計劃。

俄羅斯的漂浮核電站計劃始于20世紀(jì)90年代。當(dāng)時，俄羅斯遠(yuǎn)東和西伯利亞地區(qū)出現(xiàn)能源危機(jī)。1993年，俄羅斯原子能委員會的專家向聯(lián)邦政府提交了將核反應(yīng)堆安裝在船上運(yùn)往遠(yuǎn)東和西伯利亞地區(qū)的解決方案。該建議得到了聯(lián)邦政府的支持，最終聯(lián)邦政府決定建造兩艘漂浮核電站，用于遠(yuǎn)東和西伯利亞地區(qū)的能源供給以及北極地區(qū)的石油勘探。

2000年，俄羅斯國家原子能公司選擇阿爾漢格爾斯克地區(qū)的謝夫馬什造船廠作為俄羅斯第一艘漂浮核電站“羅蒙諾索夫院士”號的建造方?！傲_蒙諾索夫院士”號漂浮核電站總投資約10億盧布（約3.4億美元），計劃于2016年建成。2007年，漂浮核電站建造計劃開始啟動，但由于成本上升以及謝夫馬什造船廠周圍河水泛濫等原因，建造工作不久便停止。2010年1月，“羅蒙諾索夫院士”號的建造工作在圣彼得堡的波羅的海船廠重新開始。

把核電站裝在船上

漂浮核電站的技術(shù)原理其實(shí)并不神秘，它是將原本建造在陸地上的核電站安裝在船舶上。由于陸地條件和海上條件相差很大，相關(guān)的技術(shù)要求也不盡相同，漂浮核電站的設(shè)計、建造和運(yùn)行等面臨諸多難題。這一技術(shù)可以稱為水面核動力裝置技術(shù)。

事實(shí)上，蘇聯(lián)人早在20世紀(jì)50年代就掌握了水面核動力裝置技術(shù)。1959年，蘇聯(lián)成功建成世界上第一艘民用水面核動力艦艇——“列寧”號，作為北邊海域的破冰船和貨運(yùn)船使用?！傲袑帯碧枔碛?臺OK-150核反應(yīng)堆，總長134米，寬16.1米，排水量1.6萬噸。此后，從1959～2007年，蘇聯(lián)及俄羅斯先后建造了10艘民用水面核動力艦艇，其中9臺為破冰船，一臺為貨運(yùn)船兼破冰船。2012年8月，俄羅斯國家原子能公司又簽下建造世界上最大核動力破冰船的訂單。

俄羅斯核動力破冰船

對于已掌握水面核動力裝置技術(shù)多年的俄羅斯來說，建造漂浮核電站不是什么太大的難題?！傲_蒙諾索夫院士”號漂浮核電站的技術(shù)可以說是俄羅斯核動力破冰船技術(shù)的延伸。“羅蒙諾索夫院士”號的最核心部件——核反應(yīng)堆，采用的是已成功應(yīng)用于多艘核動力破冰船的KLT-40核反應(yīng)堆。KLT-40屬于壓水堆技術(shù)，采用了高富集度核燃料（富集度在30%以上），熱功率范圍在135～171兆瓦。此次應(yīng)用于“羅蒙諾索夫院士”號漂浮核電站的KLT-40核反應(yīng)堆，將改為使用低富集度的核燃料，以滿足國際原子能機(jī)構(gòu)的核燃料管理條例。按照設(shè)計方案，“羅蒙諾索夫院士”號漂浮核電站將擁有2臺KLT-40核反應(yīng)堆，電功率為70兆瓦，可以滿足20萬人口的用電需求，同時也可以改造為每天生產(chǎn)24萬立方米淡水的海水淡化裝置。

像鉆井平臺一樣

在地球另一端，美國也表示了對漂浮核電站的興趣。美國麻省理工學(xué)院核科學(xué)與工程學(xué)院波恩基諾博士的研究團(tuán)隊在吸取了福島核事故的經(jīng)驗教訓(xùn)之后，設(shè)計了一個可以抵擋地震和海嘯的漂浮核電站方案。

波恩基諾博士提出的漂浮核電站方案與俄羅斯的“羅蒙諾索夫院士”號漂浮核電站有所不同，他們采用的不是船舶技術(shù)，而是海上石油勘探平臺技術(shù)。在他們的設(shè)計方案中，核電站通過海上鉆井平臺固定在離岸數(shù)千米的海域，深入水中部分約100米。據(jù)波恩基諾博士介紹，這樣的核電站可以有效抵擋地震和海嘯的襲擊，即使類似福島核泄漏的事故發(fā)生時，也可以利用周圍的海水進(jìn)行冷卻，避免核事故的發(fā)生。當(dāng)漂浮核電站老化時，可以像核動力軍艦一樣，通過船只牽引到專門的處理基地進(jìn)行集中處理，從而大大減低了對當(dāng)?shù)睾Ｓ虻牟涣辑h(huán)境影響。

海上能源的保障

我國海域廣闊，擁有豐富的海上資源。在“十八大報告”中，明確提出了“提高海洋資源開發(fā)能力，建設(shè)海洋強(qiáng)國”的戰(zhàn)略目標(biāo)。對于一個海洋強(qiáng)國來說，擁有可靠的海上能源技術(shù)是最重要的保障之一。漂浮核電站作為一種海上可移動式核電站，可以成為我國海上能源保障的重要選項。

漂浮核電站的最大特點(diǎn)在于可移動性，既可以為近岸的大型港口工業(yè)基地提供電力，又可以為遠(yuǎn)洋作業(yè)的海上石油、天然氣開采平臺提供電力。此外，漂浮核電站還可以作為應(yīng)對各種緊急情況的備用電源，為遭受自然災(zāi)害襲擊的地區(qū)提供電力，提升我國的災(zāi)害應(yīng)急能力。當(dāng)然，建造漂浮核電站的水面核動力裝置技術(shù)也可應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，比如核動力航空母艦等。

我國目前已擁有了成熟的核動力潛艇技術(shù)，但水面核動力裝置與核潛艇有著不一樣的工作環(huán)境，技術(shù)上存在較大差別。如果中俄能夠合作建造漂浮核電站，將有助于我國掌握水面核動力裝置的設(shè)計和建造技術(shù)，從而推動我國漂浮核電站的發(fā)展。

【責(zé)任編輯】趙 菲endprint