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海底核電站

來源:中國科普博覽網站 發布日期:2008-05-29

  人們已經在陸地上建造了幾百座核電站,后來又在海上建立起核電站,現在又要將“神火”引向龍宮,建立海底核電站。這可是在“龍王”頭上動土的新奇事,沒有點勇氣和膽略是不行的。

  海底核電站并不是人們憑空想出來的。它是隨著海洋石油開采不斷向深海海底發展而提出的一項大膽設想,實際上也是遠見卓識的創新。

  要勘探和開采海底,特別是五、六百米以上深海海底的石油和天然氣,需要從陸地上的發電站向海洋采油平臺遠距離供電。為此,就要通過很長的海底電纜將電輸送過去。這不僅技術上要求很高,而且要花費大量的資金。如果在采油平臺的海底附近建造海底核電站,就可輕而易舉地將富足的電力送往采油平臺,而且還可為其他遠洋作業設施提供廉價的電源。

  海底核電站在發電原理上和陸地上的核電站是一樣的,都是利用核燃料在裂變過程中產生的熱量將冷卻的水(或其他液體)加熱,使它變成高壓蒸汽,再去推動汽輪發電機發電。但是,海底核電站的工作條件要比陸地上的核電站苛刻得多。

  首先,海底核電站的各個零、部件要能承受住幾百米深的海水所施加的巨大壓力;其次要求所有設備滴水不漏,密封性好,并能耐海水腐蝕。因此,海底核電站所用的反應堆都安裝在耐壓的堆艙里,汽輪發電機則密封在耐壓艙內。而堆艙和耐壓艙都固定在一個大的平臺上。

  考慮到安裝方便,海底核電站可在海面上進行安裝。安裝完工后,將整個核電站和固定平臺一起沉入海底,坐落在預先鋪好的海底地基上。

  當核電站在海底連續運行數年以后,像潛水艇一樣可將它再浮出海面,以便由海輪拖到附近海濱基地進行檢修和更換堆料。

  美國最先開始研究海底核電站。早在1974年,美國原子能委員會就提出了發電容量為3000干瓦的海底發電站的設計方案。這座海底發電站包括反應堆、發電機、主管道、廢熱交換器、沉箱等五大部分。它采用的是一種安全性非常好的鈾氫化鋯反應堆。

  這種反應堆的特殊之處就在于它的發電能力在極短的時間內能由零迅速上升到幾百萬千瓦,以后又自動迅速地降落下來。所以,人們將這種反應堆叫做脈沖反應堆、意思是說,它像那汽車轉彎的指示燈,一閃一閃地變化很快。別看脈沖反應堆這么一升一降,可它的發電能力大為提高。就以這座發電站來說,它在穩定時的發電能力雖然只有3000千瓦,可是其脈沖發電能力最高可達600萬千瓦,是原來的2000倍。

  核反應堆用的冷卻劑,是取用方便的海水。整個核電站在海底安全運行四年后,浮出水面,進行換料檢修,然后再沉入海底繼續使用。   英國研究海底核電站也較早,是在70年代初期“石油危機”后開始研制試驗的。1978年,為了開采海底石油,英國幾家公司聯合提出了海底核電站的設計方案。

  它與美國的海底核電站的主要區別是,裝置了兩座反應堆艙。這樣,在一座反應堆停堆換料或檢修時,另一堆可照常供電,保證采油平臺連續用電的需要。反應堆安置在長60米、直徑為10米的耐壓艙內,而耐壓艙可在500米深的海底長期穩定工作。

  耐壓艙的外殼是用雙層5至7厘米厚的鋼板制成的,中間灌注混凝土,其厚度為0.5至1.5米并隨水深而增大。汽輪發電機共裝備了3臺,也分別密封在耐壓艙內,以確保電氣供應的需要。

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