浮動式核電站是近年來世界各國為解決能源危機，充分利用核能發電以及海洋開發的一項技術，該技術已日漸成熟，并展現出高效、經濟性等特點，被認為是核能開發的一大熱點，美、俄、法、韓等國都對浮動式核電站的建設投入了巨大的精力，并規劃在未來5年來實現規?；?、商業化發展。該文就浮動式核電站的發展史進行了介紹，并就相關技術的應用、在國內外的發展情況和未來的發展前景進行了分析。

0 前言

隨著人類社會的不斷進步，對于能源的需求逐年增加，然而傳統的能源獲取對于環境的破壞越來越嚴重，相關資源的儲備也日漸枯竭，經濟、干凈、環保、儲量豐富的新能源成為世界各國的開發重點，核能是目前人類最具希望的未來能源之一。核能發電避免了火力發電向大氣中排放大量污染物質的情況發生，不會造成空氣污染，也不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳，同時燃料費用占比較低，發電成本較其他發電方法更為穩定，因此成為當前最受歡迎的新能源。在深度挖掘核電利用潛能的過程中，浮動式核電站為核電應用提供了更廣闊的空間，并成為當前世界各國爭相研究的課題。

1 浮動式核電站應用分析

浮動核電站是一種建設在船舶上可以隨時移動的核電站，其特點是可以同時滿足人們對電、熱、淡水和高溫蒸汽等多種產品的需求，在區域供電、供熱，海上石油開采， 極地或偏遠地區等特殊區域的能源供給方面表現出了極強的靈活性，可以有效擴展核電的應用。

1.1 商業價值

浮動核電站在研究之初，主要是為了滿足經濟發展的需求。作為一種比太陽能、生物質能以及風能等清潔能源更具優勢的能源，研究人員在探索核電的應用時發現，通過建立浮動核電站，可以將核電用于近海油氣勘探平臺的能源供應、應對近海人口稠密地區用電高峰期電量供應不足的問題、滿足沿海居民的生活用水需求、應對海洋孤島用電及居民生活用水、為遠洋船舶提供大功率推進動力等， 這其中的商業價值不可估量。

1.2 戰略價值

隨著核電利用規模的不斷擴展，核能成為新能源中較為重要的戰略資源。尤其是在對海洋領域的開發方面，浮動核電站首先可以解決海洋島嶼基礎設施建設中必要的電力供應、海水淡化問題 ;其次是可以為推動核動力船舶的研發提供大量的參考數據。未來，隨著浮動核電站技術的不斷成熟，必將體現出更大的戰略價值。

1.3 安全價值

一直以來，核電的利用都存在很多爭議，那就是核能發電的安全問題。2011 年，日本福島核電站事故使得各國開始重新評估核能發電的風險，并引發了專業人士關于核電應用的新思考。在廣袤無人的大海上建立浮動式核電站， 將核能發電與人類的生活區分開，可以最大限度地降低核泄漏造成的生命財產安全風險。這一思路促使以俄羅斯、美國、法國、韓國、中國為代表的國家致力于研究建造海上浮動式核電站項目。

2 國外浮動式核電站發展現狀分析

2004 年，國際原子能機構(International Atomic Energy Agency ;IAEA)宣布重新啟動“小型反應堆開發計劃”[2]，浮動式核電站因其采用成熟小型核反應堆技術達到高效、經濟的能源供給的優勢，成為美國、俄羅斯、韓國等核電強國爭相研發的項目，旨在謀求核電能源的多元化應用市場，成為近年來世界核能界的關注熱點。目前，國外對于浮動式核電站的研究主要有兩個方向，一種以是俄羅斯為代表的典型浮式核電站，另一種是以美國為代表小型海上核電站(OFNP)。同時，法國、韓國在浮動式核電站的研發方面也取得了一定的成績。

2.1 俄羅斯典型浮式核電站發展現狀

典型浮式核電站其實可以理解為就是一艘生產核電的船舶，俄羅斯原子能公司制造的“羅蒙諾索夫院士”號是此類浮式核電站的代表。以“羅蒙諾索夫院士”號為例，可以了解典型浮式核電站的特點。該型浮式核電站長144 m、寬 30 m、高 10 m，重 21 500 t，是迄今為止世界上唯一運營的浮動核電站和世界上最北端的核裝置，其主要任務是為偏遠工業企業、港口城市及海上油氣平臺提供電力。它擁有典型的船型平臺，甲板面積較大、裝載能力很強，可以實現各種核電生產設施的布置，同時有充分的空間布局劃分各功能艙室。該型浮式核電站上目前裝配了兩座 35 MW 的改良型 KTL-40 反應堆，可達到 7 萬 kW 的年發電量，即可滿足 30 萬人的生活供電，預計使用壽命 40 年。

同時，這種船舶式的浮式核電站在機動性方面的表現非常出色雖然自身沒有推進系統，但是在牽引船的牽引下，可以較為輕松地轉移到任何海上作業區域。由于“羅蒙諾索夫院士”號采用的大型船舶制造技術較為成熟、造價成本較低，體現出了較明顯的經濟優勢，在開發生產運用方面表現突出。

2.2 美國小型海上核電站(OFNP)發展現狀

美國是最早提出浮動式核電站設想的國家，受 20 世紀70 年代石油危機的影響，曾一度停止過對相關項目的研發建造計劃。與俄羅斯的研究開發方向不同，美國對浮式核電站的研究以麻省理工學院設計的小型海上核電站(OFNP) 為主。此類浮式核電站最明顯的特征是外型整體結構是直立的多層圓柱形，因此其平臺為圓筒形，并設有生活區和直升機停機坪，其余大部分則是在水下由水密艙壁隔開的隔間，可放置 300 MW 或 1，100 MW 機組的核反應堆以及相關的安全系統。

這種設置方法可以在核反應堆過熱時快速引入海水降溫，并不斷更新提供無限的冷卻源，從而增強核電站的安全性。與船型平臺相比，圓筒型平臺的結松更為簡單，面對海洋的風、浪、流可以更好的適應環境，同時這種結構可以實現對來自各個方面壓力的平均載荷，降低疲勞載荷，安全性更高。同時，圓筒型平臺的重心更低，對于慣性問題的控制能力更強，可以保持整個浮式核電站的穩定性，這一點對于在海上作業的平臺來說非常重要。

另外，圓筒形平臺在空間布置方面可以實現各功能艙室圍繞反應堆設置，具有更高的空間利用率，預計第一批小型海上核電站 OFNP 可以在 15 年實現部署。

2.3 法國 Flexblue 下沉式海上浮動核電站發展現狀

Flexblue 下沉式海上浮動核電站是由法國國有船舶制造企業(DCNS)開發的產品，是一種下潛式柱形全模塊化移動式浮動式核電站，采用的是小型壓水反應堆。此類型浮動式核電站采用艦艇模塊化建造技術，核電站在船廠完成建設組裝后再被運送到工作場所進行安裝。它被安裝于距海岸線 5 km~15 km 的海床上，大約在海平面下方 60 m~100 m 處，考慮到地震危害，結合安裝場所的地理環境，要么水平固定于海床上，要么正浮懸掛在距離海底幾米高的位置，并依靠海底電纜輸送電力。Flexblue 下沉式海上浮動核電站的特點是可以在不同的地點同時制造。

3 國內浮動式核電站發展現狀分析

我國對于浮動式核電站開發研究較美、俄等國略晚。但我國發展浮動式核電站 3 個優勢：首先，我國的核電產業正在不斷壯大，雖然相比于世界上其他擁有核能發電能力的國家，我國核電發電量占比暫時處于落后局面，但近年來我國的核電總發電量量正在不斷上升，且有很大的提升空間。據《2017-2022 年中國核電行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》中的內容顯示，我國自 2011~2016 年核電的發電量由 872 萬 kW 提升到了 2 132 萬 kW，核電發電量占我國總發電量的比重從 1.8% 提升到了 3.6%。可見我國在核電開發方面的長足進步和良好發展前景，這為國 內浮動式核電站的研發建設提供了契機。其次，我國對于 清潔能源的需求量正在不斷攀升，政府為了促進核電的生 產發展，推出了一系列扶持政策，2016 年 12 月 30 日，國家能源局在其發布的《能源技術創新“十三五”規劃》中， 將”建設海洋核動力平臺”寫入到相關規劃中，并提出在 “十三五”期間開展 50-100MW 級海洋核動力平臺的研制建造工作，并實現掌握自主知識產權的核心技術以及建立健全相關的標準規范體系。最后，我國的地理環境對浮 動式核電站有一定的需求，我國擁有較長的海岸線，沿海 作業項目較多，對于電力的需求旺盛，因此浮動式核電站 研發成為當前較為重要的課題。中國對于浮動式核電站的 研究目標是在開闊水域建設核電站，為石油鉆井平臺和沿 海島嶼提供電力，并實現對受災海岸提供救援的目的。

2017 年 8 月 10 日，由中國核能電力股份有限公司牽頭成立中核海洋核動力發展有限公司正式拉開了對海洋核動力裝備開發、建造、運營和管理業務的序幕，并將業務延伸到相關產品如蒸汽、海水淡化等。這一系列舉措為浮動式核電站在國內的研究開發奠定了良好的基礎。目前， 浮動式核電站的研發方面已取得一定的成績，如中核集團的 ACP100S 海上浮動堆和中廣核集團的 ACPR50S 海洋浮動核動力平臺。

4 結語

浮動式核電站是在對核能研究開發過程中產生的一種新的核電應用方式，不僅能夠解決長期以來人們在核電生產過程中對人類生命財產安全的顧慮，同時能有效解決偏遠地區、沿海區域的用電、用水、供熱問題，與普通熱力發電相比還能起到減少二氧化碳排放作用，對于滿足人類能源需求，保護地球環境都具有重要意義。針對海上浮動式核電站的研究開發應用，各國都取得了一定的進展與突破。我國對該項目也進行了系統的規劃，計劃將來建立一系列小型浮式核電站，用于沿海石油開采以及偏遠島嶼的供電供熱及海水淡化需求。相信在不久的將來，海上浮動式核電站的前景會更加明朗。