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为解决一直困扰着海浪发电机设计和建造的各种问题,制造更先进的海浪发电机,欧洲海洋能源中心在英国政府的资助下建立了奥克尼海浪发电试验场。该试验场中安装有抗风暴的系泊设备和铠装电缆,使得安装和测试海浪发电机变得方便而廉价。现在,在奥克尼海浪发电试验场,欧洲海洋能源中心能同时安装四台海浪发电机,研究人员能够同时对不同的海浪发电机进行直接比较,这样就有可能挑选出最好的海浪发电机,从而以很低的成本产生出更多的电能。进一步说,在试验场里还有与电网相连的接入口,这样一来,实验测试用的海浪发电机在开始试验时就可能为研制者带来收益,从而降低了研制成本。
奥克尼海浪发电试验场的第一个用户可能是“海蛇”。“海蛇”是英国海洋电力设备公司研制的一款海浪发电机的别称。该公司正在利用欧洲海洋能源中心建造的750千瓦的“海蛇”海浪发电机的样机。“海蛇”的设计寿命为15-20年,能经受住百年一遇的巨浪的冲击。
海上浮动核电站
相比于以上供电方式,海上浮动核电站是近几年才发展起来的。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。
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。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场所进行集中维护和处理。
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。
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。
ACPR50S海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;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。
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,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海岛中小型电网、海水淡化、工业供热、居民供暖等领域。
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。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。据相关资料,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。
一旦海上浮动核电站能够成熟应用,将成为海上最强的移动电源,可有效解决偏远岛礁供电问题。
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