核动力舰船退役后,可以当做民用发电站吗?

2019-11-05   皇家橡树1972

目前来说退役的核动力舰船,包括图片上正在拆解的美军“企业号”和其它型号是俄罗斯核潜艇最后的命运就是拆解,不可能用做民用发电站,因为这样做既不安全,并且发出的电是很昂贵的,老百姓根本用不起。

就拿退役的“企业号航母”来说,它所用的核反应堆与我们陆上民用核反应堆是不一样的,虽然理论上都是压水型反应堆,并且大概的运行方式都是由反应堆的铀235核燃料棒,先加热高压纯净水(要比我们从超市买的纯净水,纯净多了)然后使用泵将高压水与冷纯净水混合进而形成大量的水蒸气,再有水蒸气驱动蒸汽轮机的转子,再带动发电机工作(航母是通过变速齿轮箱带动主轴转动螺旋桨)...虽然整个运行过程都是一样的,但航母所用的核反应堆设计更加的紧凑,因为航母的内部空间是很有限的,不可能像陆地民用反应堆那样占地面积庞大。

民用/军用反应堆所用的核燃料棒,早期的军用反应堆的铀235(U235)浓缩度与民用反应堆差不多都在20%左右,也需要5~8年的时间更换一次核燃料棒,而更换燃料棒是一项操纵非常细致的工作,容不得半点马虎,否则会酿成重大安全事故!而航母的反应堆由于内部空间狭小,操纵更是慎之又慎。

“企业号航母”的A2W型反应堆,是在“华盛顿级战略核潜艇”的反应堆稍加改动后就安装到了“企业号”上,由于功率太低“企业号”一共安装了八座A2W反应堆,整个动力系统非常复杂,据说全舰有500多人为核动力系统服务,可见其运营成本之高,另外A2W是清水压水反应堆,U235浓缩度只有20%左右,消耗极快平均5年左右的时间就要对其中某个反应堆的燃料棒进行更换...大大的增加了使用成本,所以“企业号”在它的服役期内,美军没有让它参加什么军事行动,总体来说当做“试验舰”搞科研。

企业号具体到退役之后能不能当做“电站”进行发电的问题,目前从它的使用成本来说就过于高昂!通常来说民用核电站是需要盈利的企业,而“企业号”的发电成本太高,如果说民用的电费0.2美元/度这样的售价,到了“企业号”也可能超过1美元/度,显然是没有任何价格优势。

“企业号航母”所用的A2W反应堆的结构图,当时核工业也处于初级阶段,反应堆的功率太低,“企业号”8座反应堆加一起最高运行功率才21万千瓦!远低于民用反应堆一座最低30万千瓦的要求,目前民用核电站的反应堆的要求是百万千瓦级别的,反应堆功率越多越能减少投资和占地面积,对于维护的技术人员使用数量就会更少,比如说:一平方公里的面积上建设两台百万千瓦的机组的运营成本显然要大大低于8座30万千瓦的机组...所以使用“企业号”这类反应堆发电没有任何优势可言,与其这样不如建“火力发电机组”了,发电厂亏损的事情谁也不会去做。

“尼米兹级航母”的A4W型核反应堆,随着技术水平的进步“尼米兹级”只安装了两座反应堆就达到了“企业号”的功率标准,但是A4W型反应堆燃料棒(后两个建造批次)所用的是浓缩度为90%以上武器级别U235!也就是说“尼米兹级”的核燃料棒可以制造原子弹了!这种危险的东西实在是不让人放心,要知道现在的世界的核安全压力很大,有些国家和组织想获得武器级别的U235已经“想疯了”,航母在服役期间有军队把守谁也不敢靠近,如果航母退役了也就不归军方管理,一旦出现了核材料丢失或者核反应堆出现恐怖袭击这类的事件,所受的损失将是极其严重的...这个责任谁也承担不起。

反应堆的核燃料棒就是图片上这样的结构,制造非常复杂,世界上能制造反应堆核燃料棒的国家不超过8个。

这些小圆柱体的就是反应堆的U235燃料,浓缩度只有20%左右,它由铀235加上一些镍、钛等耐氧化材料制成的是一种金属陶瓷,它外包装保护管是由锆合金或者铍合金制成,中间有层格(隔)每一个层格里面放一个这样的小U235圆柱体,组成一根燃烧棒,多个燃烧棒组成一组,反应堆里面又多组这样的燃烧棒,同时在燃烧棒的中间安装要控制棒,它是由铪合金或者镉合金制成,铪和镉是吸收中子的,当控制棒提升的时候燃烧棒里面U235中子活跃,释放出链式反应形成很高的热量要用水进行冷却,水在100多个大气压的压力下不会在100℃蒸发,而是在水温达到300℃以上的时候才与冷却水混合形成蒸汽,驱动蒸汽轮机的转子...当控制棒插入反应堆的堆底就会大量的吸收中子,反应堆就不做工了,为了安全起见在反应堆的底部还有“硼酸液”进入管道,一旦控制棒卡死的时候就要将硼酸液充入反应堆浸泡燃烧棒吸收中子,防止高温融化堆芯...总之核反应堆的安全措施非常严格。

“企业号”目前的状态是八座反应堆的拆卸工作正在进行,费时费力费金钱,“尼米兹号”也快要退役了,拆解工作也是一个头疼的问题。

通过上面的粗略说明可以得出,退役后的核航母做不了民用发电站,运营成本太高、所发出来的电力费用太高,使用不了目前民用反应堆的燃烧棒、管理安全问题压力太大...这一系列问题和困难,另外民用核电站的反应堆使用时间是30~50年以上,而退役的航母本身的舰体寿命已经很低了,最多就10年的时间...最后都得被拆解,就使用10年的时间太不划算了,这还是运营成本太高的问题。

历史上有过核动力舰船当做电站提供民用电力的事情,那是在苏联刚刚解体的困难时期,远东勘察加半岛的“彼得.巴甫洛夫港”的发电厂由于没有油停止了发电,十冬腊月天气没电咋办?后来驻港内的俄军核潜艇紧急启动反应堆为港区的居民送电...当然这也只是很短的时间,军用反应堆不但发电能力低,为居民送电还要最高功率运行,这对于反应堆机组和燃烧棒的损耗是相当大的,一般来说核军用舰艇回港进行较长时间(三个月以上)休整时反应堆要停堆的,舰艇的供电是有外线的民用电厂供应,也就是从基地扯一根电线到舰艇上...从这个角度来说,证明了军用反应堆用于民用发电/供电是极不经济的事情!

所以,核动力航母或者核潜艇...等核动力舰船退役之后还是拆解为好,用做电厂实在是得不偿失的事情。