中国有了这款装备 永兴岛永暑礁就等于两艘核航母

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2017-11-10 19:06:29
  今年年初,中国国防科工局副局长王毅韧曾表示,在陆地、海上、外太空和平利用核能是“十三五”期间核工业发展的重要内容之一,建设海上浮动核电站已被列入“十三五”核工业发展规划。   中核海洋核动力发展有限公司(暂定名)的成立,将促进中国的海洋核动力发展,与中国成为“海洋强国”的雄心壮志相符。   中国海洋强国之路再进一步!   8月11日,香港《南华早报》网站报道,中国核能电力股份有限公司宣布,将与江南造船(集团)有限责任公司、上海电气集团股份有限公司等合作伙伴,共同出资设立中核海洋核动力发展有限公司(暂定名),注册资本为10亿元人民币。   报道称,新公司的成立将促进中国的海洋核动力发展。这与中国成为“海洋强国”的雄心壮志相符。   那么,海上浮动核电站到底什么样?为何如此重要?它与核动力船舶有什么区别?   文 | 何方 瞭望智库特约能源观察员   本文为瞭望智库原创文章,如需转载请在文前注明来源瞭望智库(zhczyj)及作者信息,否则将严格追究法律责任。   1   漂浮的巨型“充电宝”   所谓浮动核电站,简单地说,就是将陆地上的小型核电站建在驳船上,使其变成一个能随船灵活移动的巨型“充电宝”。   利用这个特点,我们可以方便地向远离电网的地区供电,比如海洋中的岛礁、难以修建输电线路的偏远地区,甚至远离母国的飞地。   事实上,人类早就做过这样的尝试——1963年,美国军方将MH-1A核电装置装备在船舶上,解决了美国控制的巴拿马运河地区的电荒问题。   我国在上海成立中核海洋核动力发展有限公司(暂定名),就是为了在不久的将来,让浮动核电站成为我国发展建设的又一动力之源。   相比火电、风电、水电等形式电源,浮动核电站与常规的商用核电站一样具有突出优势:浮动核电站能源密度高,能长时间运行而不需要补充燃料(一般情况下,核电站能够在近两年时间内满功率发电而不需补充核燃料,如果采用富集度更高的核燃料,这个期限还可以更长)。   核电站功率输出稳定,除非极端天气,否则不受外部影响。   相比传统的大型商用核电站,浮动核电站更安全、发电成本更低廉。采用先进小型堆,不仅安全性比现在的三代核电站技术还要高,而且成本低廉,其发电成本远低于目前的大型商用核电站的上网电价。   2   强大的供暖和淡水净化功能   同时,海上浮动核电站不仅仅可以用来发电,还有其他两个其他能源形势都不具备的功能:   供暖:利用反应堆放出的巨大的热量,我们可以直接加热淡水给供暖系统供暖。   海水淡化:浮动核电站也可以直接通过蒸馏的方法将海水淡化,效率极高。例如,韩国设计的GBS式反应堆(海水淡化用),每天的海水淡化能力为4万吨,按每人每天用水200升来算,可以满足20万人的用水需求。   一般来说,海上浮动核电站主要是为了供电供暖或海水淡化等专门功能设计的。承载核电站的驳船本身可以不带动力,需要时可以通过驳船牵引。当然,如果有需要,也可以设计专门的船舶,将反应堆接入船舶的动力系统,让核能驱动舰船,这个过程几乎不涉及反应堆技术变更,而只需要在核汽轮机进行相应改造,接入螺旋桨。   一直以来,我国南海岛礁,远洋作业平台这些远离骨干电网的地方,电力供给和淡水供应是制约其发展的最重要因素。   因为电力缺乏,南海岛礁上难以布置大型的民用和军用设备。即使有设备,也由于受电力限制而无法实现长时间运行。同时,因为缺乏淡水,海岛生活和远洋作业成了艰苦的代名词。   如果海上浮动核电站能服务于这些地方,意味着这些地方将使用上廉价而稳定的电能,这些地方可以和大陆一样,布置任何想布置的军用或民用装备。并且,利用浮动核电站的海水淡化能力,这些地方将会有足够的淡水供应——不仅可以满足日常用水,还可以用其进行灌溉,让岛礁生活和海洋工作变得舒适和幸福。   3   技术核心:先进小型堆技术   由于海上浮动核电站具有巨大潜力,世界上各主要国家(如美国、俄罗斯、法国、韩国以及中国)都在积极发展海上浮动核电站技术。   有的读者可能会产生疑惑:海上浮动核电站是小型核电站和驳船的拼凑,且人类早已研制成功核动力潜艇和核动力航母,那么,所谓的海上浮动核电站是一项早已经成熟的技术?   非也!   现代的海上浮动核电站技术包括两部分:先进小型堆技术和小型堆移动化技术(即将小型堆安装到驳船上)。其中,最关键的就是先进小型堆技术。   一般来说,现有的核潜艇和核航母上的反应堆技术,基本上成型于几十年前,其技术水平和安全性并不能满足现在的民用反应堆安全性和经济性要求。   海上浮动核电站的反应堆并不同于现有核舰艇上的反应堆技术,而是一种革新性的先进模块化小型堆技术,具有如下特点:   设计简洁:可以采用搭积木式的模块化建造方式建造,建造速度快。   安全性更高:模块小型堆单堆功率小,正常运行热储能低,停堆后衰变热少,通过提高固有安全性和非能动安全设施的应用实现反应堆的高度安全性。   更加灵活:归功于模块化设计,小型堆可以根据不同需要将多座反应堆合并在一起,形成不同形式的功率输出,灵活满足不同的功率需求。   例如,可以将一座100MW的小型堆和一座25MW的小型堆合并,形成一个功率为125MW的电站,这个过程类似于将两节1.5伏电池串联成一个3伏的电池。小型堆的这种灵活性,使得其可以根据客户的电力需求灵活调整,让小型堆的使用像电池一样方便。   4   中国人的骄傲   目前,世界上许多国家都在研究先进模块化小型堆,但是大多处于试验阶段。技术较为成熟的压水小型堆仅有美国GMP公司的mPower,美国NuScale公司的NuScale。俄罗斯的“罗蒙诺索夫院士”号浮动核电站的小型堆技术基于苏联破冰船反应堆技术,并不属于先进模块化小型堆技术。   中核海洋核动力发展有限公司(暂定名)发展海上浮动核电站的小型堆技术是我国具有完全自主知识产权的ACP100小型堆技术(中核集团研发)。   中核集团小型堆研究始于2003年。当时,我国核电技术还处于发展初期,并不具备研发小型堆的技术基础,这一时期的小型堆研究以总结分析国外经验教训、明确自身发展方向为主。   到了2009年,在引进美国的AP1000核电技术和我国自主研发的三代大型商用核电站技术的基础上,中核集团下属的核动力设计研究院开始集中精力发展型号为ACP100的小型堆技术。   到2012年,ACP100设计基本完成。以这种技术为基础,结合海上浮动的一些特点(如风浪导致的驳船摇晃产生的摇摆载荷等问题)进行相应改进,就可以建造海上浮动核电站了。   同年,在ACP100的基础上,中核集团开始研发适用于海上浮动核电站的ACP100S小型堆——ACP100的海上浮动核电站版。   到2016年年中,ACP100S的研发工作也顺利完成,开始转入示范项目建造阶段。   需要强调的是,我国的ACP100不仅通过本国的核安全评估,确认满足三代核电站的安全要求,同时也完成了IAEA组织的反应堆通用安全性审评(CRSR),成为了全世界第一个通过该评审的小型堆技术。   俄罗斯的“罗蒙诺索夫院士”号浮动核电站   ACP100S只是中核集团海上浮动核电站的基本型号。为了给用户提供多样化的需求,在ACP100的基础上,中核集团还研发了ACP10S(功率10MW),ACP25S(功率25MW)等小型堆,利用小型堆的模块化特点,这几种堆型可以两两组合或单独供电,提供多种功率的电能输出,满足不同客户,或者同一客户不同时间段的电力需求。   5   安全!安全!安全!   在海上建造一座可以移动的核电站,到底安不安全呢?如果真的发生核泄漏事故,污染了周围海域,那么这些原本准备依靠核能发展的地方,则很可能变成如切尔诺贝利一样的人类禁区。   实际上,我国海上浮动核电站在设计上就保证了绝不会发生这种事故,让海上浮动核电站成为安全的海上能源。   ACP100是一座小型的第三代先进压水堆。它的主回路采用的是一体式设计,即反应堆堆芯、屏蔽主泵都通过焊接连在一起。这种一体式设计消除了反应堆破口失水导致堆芯熔毁的可能。   同时,ACP100采用的非能动安全设施,保证反应堆在失去应急电力的情况下,堆芯也可以通过重力和自然循环,排出堆芯热量,即使72小时内无人干预,堆芯也不会损坏。   日本福岛核事故发生后,核动力设计研究院再次对ACP100进行了相关改进,将小型钢安全壳设计改为小型干式混凝土安全壳,同时减少了堆芯燃料数量,通过增加安全壳强度同时降低堆芯储热的方式,再次提高了它的安全性。   具体建造中,ACP100S的堆芯布置在船舶的水线以下。在这种情况下,即使出现最严重的核事故,堆芯也能迅速被海水淹没,从而保证反应堆的安全。   在保证堆芯安全的前提下,故障的海上浮动核电站可以方便的移动到其他地方进行维修或处置,不会污染使用地。   如此,人们就可以安心地享受浮动核电站提供的电能了。   6   浮动核电站的未来   目前,在陆地上,ACP100示范项目在海南昌江的工程已经在筹备中,ACP100S海上浮动核电站项目也已经开始转入示范工程筹备阶段。   中核海洋核动力发展有限公司(暂定名)的组建,就是为了更好地发展以ACP100为基础的小型堆海上浮动核电站技术。   随着相关技术的发展,在不久的将来,我国的海上浮动核电站将装备南海岛礁,不仅可以一举解决岛礁电力供应和海水淡化问题,甚至,还能将岛礁打造成不沉的航母。   海上浮动核电站可以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,让我国的能源开采业在蔚蓝的大海上运行自如。   在国际核电市场上,利用海上浮动核电站,我国可以向那些缺乏资金、或者电网无法承受大型核电站的国家提供多种功率的浮动核电站租借和出售服务,并且可以送货上门,一如现在的外卖一样,让这些国家足不出户享受核电带来的便利。当一个国家不需要浮动核电站后,我国可以将其收回,转租其他国家,就像现在流行的共享经济一样,成为世界核电市场的“共享充电宝”。   此外,由于其核心技术的通用性,我国海上浮动核电站技术的发展,也将为我国先进船舶核动力的发展提供技术基础,助力我国大型核动力船舶的研发建造。   延伸阅读   海上浮动核电站:中国很低调,有人很紧张!   本文转载自微信公众号“后沙”(ID:HSYGLGJ),不代表瞭望智库观点。   关于海上浮动核电站,中国媒体除了去年有提及外,在舆论场上基本处于“大门不出,二门不迈的”状态。这东西的确是个神器,好比是海上超级充电宝,在一些没有电网,缺乏电力的荒远地区,海上岛礁,都有着极其重要作用。   倒是英国路透社反倒非常关心,路透社10月31日发表了一篇题为“中国接近完成首个海上核反应堆”的文章,称中国第一座海上浮动核电站即将建设完成。   报道说,中国船舶重工集团技术人员张乃亮称,中国相关技术已经“十分成熟”,将在2020年前完成准备工作,并将在渤海钻探基地进行第一次测试。   然后中国记者去向相关部门求证,这次路透社倒没造谣,中国第一个海上浮动核电站的确快要建设成功了。   这个超级“充电宝”有条件的国家都想搞,中国以前就对这项技术很感兴趣,根据定律,凡是中国感兴趣的东西,它离白菜价也不远了。   从市场角度看,特别是海岛国家,海岸线漫长的国家,都渴望拥有海上浮动核电站,像英国,印尼等等。中国这项技术成熟了,这个市场估计中国得占半壁江山。   中国一开始低调得不像话,美国现在却紧张得不像话,这可不仅仅是市场争夺的问题。   1   海上浮动核电站,顾名思义就是将小型核反应堆与船舶相结合,突破地理限制,使核电移动化。   一个国家要造这个东西,而且是大量建造,取决于两方面的实力:船舶工业与核工业。   中国具备这个条件,但起步比较晚,美国早在1963年就将核电装置装配在轮船上,这是军方项目,打算为巴拿马美军基地供电,后来关闭,美国就再也没有建造这种核电站,更不用说正式的海上浮动核电站。   美国当年这么做,主要是为了跟苏联叫板,美苏两国在六七十年代,各种科学技术的奇思怪想层出不穷,脑洞开得令人咋舌。   绝大多数奇葩科技都成了历史记忆,但海上浮动核电站还是可行性很强的。那美国为什么建了又关了呢?   因为运转不久,就出现堆芯熔化事故,原因是设计问题,当时为了不让苏联看笑话,美国就把这事给隐了。在技术上无法保证安全的情况下,就将整个项目搁置到今天。   海上移动核电站有各种类型:驳船式、重力基础结构式、梁式、下沉式。   主要代表国家有俄罗斯,美国,法国。韩国也说能建,只是还处于概念阶段。   这些类型各有利弊,回收维修是否方便?维护成本是否划算?等等。   后来俄罗斯跑到了最前面,2007年全球首座浮式核电站“罗蒙诺索夫”号开工建造,2010年船体下水。   但在2011年停工了,不是技术问题,而是钱的问题。负责建造核电站的船厂濒临破产,老毛子只能想办法筹钱,工期不得不被拖延。这跟以前相比还算好了,以前没钱就废了。   2012年,俄核公司与波罗的波造船签定合同,恢复了建造工程,核反应堆装置在破冰船上,现在还在建造之中,包括岸上输电部份。   中国与俄罗斯在该领域有相关合作,在第三国需要建造浮动核电站时,中俄可以实施联合项目,有钱一起赚,保持良性竞争,避免恶性竞争。   现在对核电站有需求的国家大约有七十多个,对浮动核电站有需求的国家也不在少数,中国现阶段目标是保障中国沿海大陆架及岛屿上的石油和天然气田开采项目供电。   等这二十多个浮动核电站搞定后,中国肯定要在全世界接活开工,计划是在2018年建成第一座,2019年投入运营。以后,就造福人类。   2   如果把世界看成一个森林,那么兔子看到谁家地里要是种了什么好吃的,肯定是眼巴巴看着咽口水,然后自己琢磨,再把它种出来的。   可有的国家就像野猪一样,谁家地里种了好吃的,它不是想着去学习,去琢磨,而是趁着天黑,跑人家地里统统踩烂,心里才能好受。   美国对中国浮动核电站领域突破性进展反应竟是:   美国《战略家》杂志近斯刊登了华盛顿国际战略问题研究员杰夫瑞。奥丹尼尔撰写的文章,他建议:   一,白宫应当阻止中国这个计划的实施。   二,采取积极预防性外交,在该地区制造公众舆论反对浮动核电站。   前者是针对美国官方层面而言,后者是就是要发动NGO,通过环保,反核等组织在南海地区制造阻力,形成舆论攻势,将中国浮动核电站妖魔化,画圈圈诅咒你,要把中国这事给搅黄了。   美国为什么要这样损人不利己?这位砖家认为:   一,中国将破坏南海的战略平衡。   二,中国将以保护核电站为名,加强军事存在,设立南海防空识别区。   现在还不清楚中国首座浮动核电站会安置在何处?前面说了要先在渤海试用,但南海可能性也很大,但南海比较敏感。   中国现在只要在南海有点动作,美国总是要从中作梗,或者让代理人跳出来闹事。   中国计划建造20个浮动核电站,大多数肯定要为南海地区供电,用来淡化海水、包括为人工岛和石油钻井平台提供电力保障。   美国认为中国在破坏战略平衡,所谓的战略平衡就是在南海由美国保持军事优势,任何可能降低这种优势的行为都被视为挑衅。   上面说过,浮动核电站技术成熟后,中国肯定要开拓国际市场,而美国根本谈不上市场拥有,不存在中国抢占美国在该领域市场的问题。   美国是在2014年才由麻省理工学院的学者提出建造钻井平台式的浮动核电站,但要等国会批准拨款,得等到猴年马月,有的议员一听核电站就反对。   其实,美国真正担心就是浮动核电站会大大增加美军航母在该地区的活动安全。   3   市场份额只是浮动核电站的一面,更重要的是,海上核动力平台大规模建设,是中国致力于提升“海洋强国”实力的证明。   印度也非常渴望成为海洋强国,但三哥一直说得多,喊得响,沉得快,落到实处的几乎没有。中国却恰恰相反,不声不响,明年第一座浮动核电站就建成了。   海上核动力平台,将为南海岛礁提供能源保障及淡水保障。以驻岛官兵来说,他们长期守卫祖国海疆,但生活条件却极为艰苦,特别是淡水的供应。   各个岛礁上的官兵,由于电力供应问题,无法进行海水淡化处理,只能用小船来运送桶装水,在恶劣天气下,就只能靠雨水来生活,洗澡更是奢望。   有了浮动核电站,再在岛礁上配套安装海水淡化设备,问题就迎刃而解,这个好处也是世界许多国家急切盼望浮动核电站的理由。   一座浮动核电站造价大约在30亿人民币左右,20座就是600亿,然而一座浮动核电站在四十年(预期使用期)产生效益将近200亿,它将带动整个南海地区的商业开发。还不算军事战略上的作用。   将来,每个南海岛礁,都会配上一座浮动核电站,像永兴岛,永暑礁是两座可以起降战斗机和安置导弹发射系统的平台,如果有了浮动核电站,就等于是两艘核动力航母。   如果十几个岛礁都有了浮动核电站,再将岛礁打造成小型军事基地,那么中国在南海就等于有了十几艘大大小小的核动力航母。   同时在建有飞机跑道和雷达站的南沙人工岛上附近有这些浮动核电站,将大大提升中国军队作战指挥和水下潜艇活动监控能力。   这些“核动力航母” 是不动的,没有侵略性。然而,谁要是来这里兴风作浪,一旦发生军事冲突,外来航母会死得很难看。   将来,远征南海的美国航空母舰,只要到了南海地区,它就处于军事上的劣势。你无法将岛礁炸沉,但美军航母沉了就回不来了。   中国的布局明显在加速,20座浮动核电站说干就干,这种节奏是紧锣密鼓的,而且都中国自主研发,自主设计的海上小型核反应堆。   再过五上,十年,美国专家担心的南海战略平衡被打破,就会成为现实,那时候,美国最明智作法是退出南海,这里的自由航行安全不劳您操心,不用整天鬼鬼祟祟在暗中观察。

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