无极3登录浮动核电站更安全,更便宜

 新闻资讯     |      2020-03-22 21:16
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浮动核电站更安全,更便宜

拟议中的海上浮动核电站结构直径约为45米,该电站将产生300兆瓦的电力

1100兆瓦发电厂的另一种设计要求采用直径约75米的结构

在这两种情况下,这些结构都包括用于运送人员的居住区和停机坪,类似于海上石油钻井平台

由于核电厂不排放二氧化碳,因此被认为是绿色能源未来的重要组成部分

一个新的核电站有望比现有的核电站更安全,更便宜,更易于部署,但使其与众不同的是它将漂浮八英里或更多英里到海上

许多专家认为核能是未来低碳能源的关键组成部分

核电站是稳定,可靠的大量能源

它们依靠廉价而丰富的燃料运行;而且它们不会排放二氧化碳(co2)

一种新型的核电站将漂浮到八英里或更多海里,它比今天的陆上电站更安全,更便宜,更容易部署

在麻省理工学院的研究人员提出的概念中,浮动工厂结合了两种成熟的技术:核反应堆和深海石油平台

它在造船厂建造和退役,在其使用寿命的两端都节省了时间和金钱

一旦部署,它就位于远离沿海人口的相对较深的水域中,仅通过水下输电线与陆地相连

在指定的深度处,海水可以保护植物免受地震和海啸的侵害,并且在紧急情况下无需泵送水,就可以充当无限的冷却水源

对潜在市场的分析已经确定了全球许多具有适合部署浮动工厂的物理和经济条件的站点

麻省理工学院核科学与工程(nse)教授jacopo buongiorno说,目前正在建设的新核反应堆有70多个,但这还不足以在全球范围内显着减少二氧化碳的排放

所以问题是,为什么我们不能再建设更多?

离岸浮动核电站

研究人员对海上浮式核电站(ofnp)的设想包括一个直径约45米的主要结构,该结构将容纳一个发电300兆瓦的植物

1100兆瓦发电厂的另一种设计要求采用直径约75米的结构

在这两种情况下,这些结构都包括居住区和直升机停机坪,用于运送人员,类似于海上石油钻井平台

buongiorno对此愿景提出了一些挑战

首先,尽管燃料价格便宜,但建造核电站是一个漫长而昂贵的过程,常常因延误和不确定性而困扰

其次,在任何新发电厂中选址都是困难的:靠近冷却水源的土地很有价值,而且当地对建设的反对可能很激烈

第三,几个重要国家的公众对核电失去了信心

许多人仍然清楚地记得2011年日本福岛核电站事故,当时地震造成了海啸,淹没了该设施

切断了冷却泵的电源,反应堆堆芯中的燃料融化了,辐射泄漏了,从该地区撤离的人数超过100,000

从左到右:麻省理工学院的核科学与工程系(nse)的michael golay和jacopo buongiorno以及nse的neil todreas和机械工程系正在设计一种浮式核电站,该核电站可以提供更高的安全性,更容易的选址和集中式建设,可以及时部署,以在低碳能源的未来中发挥关键作用

考虑到这些问题,buongiorno和他的团队是nse教授michael golay;neil todreas,kepco核科学与工程和机械工程教授;他们的nse和机械工程专业的学生正在研究一个新的想法:将常规核反应堆安装在一个类似于海上石油和天然气钻井所用的浮动平台上,并将其停泊在海上约10英里处

ofnp将两项完善的技术与已经强大的全球供应链整合在一起

buongiorno说,有一些造船厂可以建造我们所需类型的大型圆柱平台,而一些公司则可以建造所需类型的核反应堆

所以只是将两者结合在一起

我认为,那是一个很大的优势

通过坚持使用已知技术,研究人员可以最大程度地减少昂贵且耗时的开发任务和许可程序

然而,他们正在做出他们认为可能会改变核选择的变革

造船厂建设,海上选址的优势

根据研究人员的计划,ofnp将完全在造船厂建造,其中许多造船厂已经定期处理石油和天然气平台以及大型核动力船

ofnp结构平台以及所有组件都将竖立在可移动橇上,然后装载到运输船上并运到其现场

在那里,它将漂浮在船外,系泊在海底,并通过水下输电电缆连接到陆上电网

寿命结束时,它将被拖回造船厂退役,就像现在的核动力潜艇和航空母舰一样

与部署地面核电站相比,此过程应提供增强的质量控制,标准化和效率

在工厂退役后,无需将人员,材料和重型设备运输到建筑工地或进行清理

该计划还减少了现场评估和准备工作的需求,这会带来不确定性和延误

最后,ofnp主要由钢制成,几乎不需要处理结构混凝土,据buongiorno称,这通常是造成大量成本超支和施工延误以及大量co2排放的原因

综合考虑这些因素,就可以以前所未有的速度部署ofnp,这对于高度资本密集型的项目而言是一项重要的好处

buongiorno说,您不希望在这里花费八到十年的大量投资而没有开始发电

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浮动工厂的规划场地还提供其他好处

ofnp将位于领海范围内且在至少100米深的水中,离岸8至12英里

因此,它将远离沿海人口(其唯一的陆上设施将是一个小型开关站以及一个人员和物料管理设施),并且其下方的深水将减少地震和海啸的威胁:在该深度处,水吸收了任何地震期间海床的运动和海啸很小

海啸只有在海岸线上碰到浅水区时才会变得大而破坏性,这是对岸上建造核电站的关注

最终,开放的海洋将为ofnp提供无尽的冷却水供应

如果发生事故,可使用海水从反应堆中带走热量;因为该设备位于水线以下,所以必要的流量将是被动发生的,没有任何泵送,也没有任何海水污染

buongiorno说,我们不会失去最终的散热器

即使在反应堆关闭后,由核燃料产生的衰变热也可以无限期消除

因此,ofnp解决了buongiorno提到的福岛的三个主要收获:远离人口稠密的地区,抵御地震和海啸,永不失去燃料的冷却

拟建的海上浮式核电站的核反应堆和相关安全系统位于结构深处的水密舱室中

反应堆压力容器(rpv)位于干燥的安全壳结构内,周围被海水包围

来自发电机的蒸汽浸没在rpv内部的热水中,然后传递到结构较高的发电涡轮机

每12到48个月,将乏燃料组件取出一次,然后将新鲜燃料插入反应堆中

卸下的组件将转移到乏燃料池中,该乏燃料池具有存储能力,可以处理在整个使用寿命期间从工厂排出的所有燃料

专为高效运行而设计,增强了安全性

本文随附的插图展示了ofnp在其海洋环境中的观点以及植物的主要特征

整体结构是直立的,圆柱形的,并分为许多楼层,其中大多数都分成由水密舱壁隔开的隔间

上层容纳非关键组件,例如居住区和停机坪

与在石油和天然气平台上一样,工人被乘船或直升机带走三到四个星期的班次

进行维修的食品,燃料,设备和材料由补给船运出,重物由起重机吊起

核反应堆(300兆瓦或1100兆瓦机组)及其相关安全系统位于结构下部的水密舱室中,以增强安全性和安全性,使人们容易获得海水,并降低整体结构重心可提高稳定性

反应堆堆芯和相关的关键组件容纳在反应堆压力容器(rpv)中,该容器位于称为安全壳的紧凑结构内

围绕安全壳但被间隙隔开的是一个大室,该室延伸到圆柱结构的边缘,并不断被海水淹没,海水通过端口自由进出

将反应堆堆芯和蒸汽发生器浸入反应堆压力容器(rpv)内部的新鲜蒸馏水中

如果冷却泵的运行中断,冷却水会通过浸入海水中的辅助热交换器被动地流动

如果发生更严重的问题,冷却水会从rpv内部释放到安全壳结构中,海水会进入安全壳周围的空白处

来自冷却水的热量将通过安全壳壁到达海水

海水自然流过结构,因此不断更新,从而提供了无限的冷却源

特殊的设计功能可响应正常冷却操作中各种类型的中断

通常,泵从低洋层引入凉水,并将用过的热水加热到温暖的表层,从而防止了可能威胁当地生态系统的热污染

如果该冷却过程暂时中断,则可以将反应堆中的热水自然循环到溢流室内的特殊热交换器

如果更严重的问题(例如,管道破裂)威胁到堆芯,则rpv内部的蒸馏冷却水被释放到安全壳内(始终保持堆芯浸没),外部隔室的海水将填充安全壳周围的间隙

热量通过安全壳壁有效地传递到海水中,并不断进行被动更新

在任何时候,冷却水和海水都应保持分开,以免污染物从一种流向另一种

在不大可能的情况下,尽管持续排热,但安全壳内的压力仍达到危险水平,安全壳内的气体仍可排放到海洋中

但是,这些气体将首先通过过滤器捕获铯,碘和其他放射性物质,从而将其释放降至最低

当前的研究正在跟踪这种材料可能的分散和稀释,以确保即使在这种极端情况下,水中的任何放射性也保持在可接受的限值以下

无极3彩票app 经济前景广阔,潜在市场丰富

麻省理工学院的团队认为,就核电经济学而言,ofnp可能会改变游戏规则

它提供了工厂生产多个单元的经济优势,但是这些单元可能足够大,可以从规模经济中受益

另外,与任何类型的陆生植物不同,ofnp是可移动的

buongiorno说,如果您在陆地上建造发电厂,则该发电厂将在施工地点停留40或50年

但是使用ofnp,如果在一两年后您需要沿海岸100英里远的发电能力,则可以解开浮动电站并将其移至新位置

研究人员想法的可行性,当然取决于是否在靠近海岸的深水区,但远离繁忙的运输通道和频繁的大暴雨,以及采用ofnp的经济和其他动机,是否具有具有必要物理属性的位置

详细分析确定了许多潜在站点

例如,东亚和东南亚地区的本地资源有限,地震和海啸的高风险以及需要电力的沿海人口

中东国家可以使用ofnp来满足其国内需求,从而释放宝贵的石油和天然气资源用于销售

非洲和南美沿海地区的一些国家依靠使用进口柴油燃料的发电机供电,这是一种昂贵且污染严重的方式

buongiorno说,引入ofnp,将其停泊在靠近海岸的地方,并建立一个小型配电系统在很大程度上不需要基础设施开发就很有意义

持续研究

研究人员正在继续研究ofnp的各个方面

例如,他们正在开发最佳的加油方法,系泊系统的详细设计以及风暴波中植物水动力响应的更详尽模型

此外,他们正在建立有凝聚力的ofnp保护计划

该工厂的设计提供了相当大的安全性:反应堆在多个船体的结构深处;高高的上层甲板可实现360度无障碍视野;物理布局使攻击者的方法最小化

研究人员正在与安全专家合作,研究其他策略,这些策略涉及最先进的声纳和雷达系统,海底网和吊杆,以及一支武装警卫队

buongiorno说,尽管还有很多工作要做,但我们预计,第一批ofnp可能会在十年半的时间内部署,以协助应对气候变化所需的核能大量使用

无极3彩票app综合报道