中國核動力研究設(shè)計院多用途模塊化小堆總設(shè)計師宋丹戎日前在“第三屆能源論壇”上透露，用于海上石油開采方案的浮動式核電站ACP100S已完成總體方案設(shè)計，其設(shè)計、試驗、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。

在具體進(jìn)度安排上，宋丹戎表示，ACP100S計劃2016年完成工程初步設(shè)計，工程開工；2017年，完成工程主系統(tǒng)施工設(shè)計，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。

早在上世紀(jì)60年代，美國將船只改造的10MW浮動式核動力裝置用于軍事基地供電。美國海上電力系統(tǒng)公司曾設(shè)計完成兩個安裝在駁船上的浮動式核電站，并計劃部署4座這樣的浮動式核電站滿足石油開采需求，但因70年代后期的石油危機(jī)導(dǎo)致的能源需求減少而放棄建造計劃。目前，俄羅斯機(jī)首座KLT-40S浮動核電站已于2007年開工，船體已下水，預(yù)計2015年交付使用。而我國ACP100S于2010年啟動研發(fā)，開始需求調(diào)研并完成頂層設(shè)計；2011年聯(lián)合中海油完成渤海灣油田核能發(fā)電預(yù)可行性初步研究；2012年開展總體方案優(yōu)化論證，開展關(guān)鍵技術(shù)研究；2013年形成總體方案，完成了稠油熱采論證及關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

根據(jù)需求針對性開發(fā)

浮動式核電站因采用成熟技術(shù)以及高效、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最理想的海上能源替代方式，近年逐步成為世界核能界關(guān)注的熱點(diǎn)。尤其經(jīng)濟(jì)性更是海上作業(yè)選擇能源利用方式的關(guān)鍵考量因素。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，渤海灣已明確有600 MW的能源需求，稠油熱采也需要熱水和超臨界蒸汽。此外南海有深水遠(yuǎn)程補(bǔ)給、深海原油開采，以及孤島能源供應(yīng)需求，而這些都可以借助海上浮式小堆來實(shí)現(xiàn)。

“ACP100S充分兼顧安全性與經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)與用戶的交流，其發(fā)電成本與現(xiàn)有海上油氣開采能源供應(yīng)方式相比有較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。”宋丹戎表示。

據(jù)了解，目前渤海海上石油開采所需能源為原油或有限的伴生氣，原油發(fā)電成本大約2.0元/千瓦時，而海上核能發(fā)電成本約0.9元/千瓦時。

據(jù)宋丹戎介紹，ACP100S 為一體化壓水堆，單堆熱功率310MW，建造周期3年，電站壽命40年，平均上網(wǎng)電價0.92元/千萬時。示范工程投資固定價估算為350000萬人民幣，單位投資35000元/千瓦，建成價378560萬人民幣，單位投資37856元/千瓦。而且，可以通過模塊化的工廠制造、公路運(yùn)輸，現(xiàn)場快速組裝，縮短建造周期來提高經(jīng)濟(jì)性。針對中海油渤海油田，單位發(fā)電成本0.92元/千瓦時。單位發(fā)電造價25000/千瓦（不含平臺等配套設(shè)施）或45000/千瓦（含平臺等配套設(shè)施）。

安全性與經(jīng)濟(jì)性并重

經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢明顯的ACP100S，在安全性上更加“不含糊”。

資料顯示，ACP100S在研發(fā)設(shè)計原則上滿足最新核安全法規(guī)及相關(guān)導(dǎo)則的要求，參考IAEA及國外規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，吸收借鑒國際引進(jìn)的三代核電技術(shù)和先進(jìn)設(shè)計理念，并吸收福島核事故經(jīng)驗反饋。同時，ACP100S具備自主設(shè)計能力和知識產(chǎn)權(quán)，研發(fā)和工程相結(jié)合，并開展必要的可研和試驗驗證。

“堆芯損壞概率<10-6/堆年，大量放射性釋放概率<10-7/堆年。”宋丹戎指出了ACP100S的兩項關(guān)鍵的安全參數(shù)。

此外，ACP100S采用國際上小型堆主流設(shè)計，消除大破口失水事故；采用能動加非能動安全系統(tǒng)，使堆芯低于海平面，利用大海作為最終熱阱，全船斷電可以長期不需要交流電。同時，設(shè)置了氫氣風(fēng)險控制系統(tǒng)和堆腔冷卻系統(tǒng)，可進(jìn)行嚴(yán)重事故預(yù)防與緩解；反應(yīng)堆單堆功率較大機(jī)組出力高，總體參數(shù)指標(biāo)同時為兩者服務(wù)，如反應(yīng)堆平均溫度300℃以上，蒸汽壓力4.0MPa，汽輪機(jī)效率更高。

國家核安全局安全中心此前針對多用途小堆的評價函明確表示，其設(shè)計方案能滿足我國現(xiàn)行核安全法規(guī)及導(dǎo)則的要求；設(shè)計中充分應(yīng)用縱深防御原則和可靠性設(shè)計原則，采用多重安全屏障和專項安全措施，使堆芯損壞率和早期放射性物質(zhì)大量釋放頻率遠(yuǎn)低于相關(guān)安全規(guī)定，其安全水平達(dá)到三代核能系統(tǒng)指標(biāo)要求；具備完善的嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施，能夠滿足國家核安全局頒發(fā)的《“十二五”期間新建核電廠安全要求》。

就海上應(yīng)用這個特點(diǎn)，宋丹戎介紹說，ACP100S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)，反應(yīng)堆相關(guān)的主設(shè)備均開展過抗沖擊試驗。設(shè)計時，充分考慮海上臺風(fēng)、海冰、雪載荷等對核動力裝置的影響。反過來，反應(yīng)堆也滿足國標(biāo)對放射性排放的要求。

在設(shè)備和燃料組件方面，宋丹戎表示，目前主設(shè)備實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計和制造，反應(yīng)堆壓力容器、直流蒸汽發(fā)生器、屏蔽式主泵、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)、穩(wěn)壓器等均已完成采購規(guī)格書，樣機(jī)研制并落實(shí)多家供應(yīng)商。“10萬千瓦常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)汽輪發(fā)電機(jī)國內(nèi)可選擇多家供應(yīng)商。燃料組件已完成樣件制造及熱態(tài)考驗。”

文/朱學(xué)蕊 中國能源報

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