浮动核电站更安全和更便宜

拟议的海上浮动核植物结构的直径约为45米,工厂将产生300兆瓦的电力。一个1,100 MW工厂的替代设计,用于大约75米的直径。在这两种情况下,该结构包括用于运输人员的生活区和Helipad,类似于海上石油钻井平台。

拟议的海上浮动核植物结构的直径约为45米,工厂将产生300兆瓦的电力。一个1,100 MW工厂的替代设计,用于大约75米的直径。在这两种情况下,该结构包括用于运输人员的生活区和Helipad,类似于海上石油钻井平台。

由于核电站不发出二氧化碳,因此它们被认为是绿色能源未来的重要组成部分。新的核电站承诺比目前的工厂更安全,更便宜,更容易地部署,但是,这使它特别独特的是它将漂浮八分钟或更长时间到海上。

许多专家将核电引用作为低碳能源未来的关键组成部分。核电站是稳定,可靠的大量电力的来源;他们跑上廉价和丰富的燃料;他们没有碳二氧化碳(CO2)。

一个新的核电站,将浮动八英里或更多英里的海上承诺比今天的陆地植物更安全,更便宜,更容易地部署。在由此开发的概念中麻省理工学院研究人员,浮动厂结合了两种既定的技术 - 核反应堆和深海油平台。它是在造船厂建造和退役,在其生命的两端节省时间和金钱。一旦部署,它就位于一个相对深水中,远离沿海人口,只能通过水下输电线连接到土地。在指定的深度,海水保护植物免受地震和海啸,可以作为紧急情况下作为无限的冷却水源 - 没有所需的泵送。对潜在市场的分析已经确定了全球许多网站,具有适合部署浮厂的物理和经济条件。

“超过70个新的核反应堆正在建设中,但这在CO中的强大凹陷几乎没有足够的差点2全球排放量,“麻省理工学院核科学与工程教授(NSE)Jacopo Buongiorno说。“所以问题是,为什么我们不建立更多?”

海上浮动核电站

研究人员对海上浮动核电站(OFNP)的愿景包括大约45米的主要结构,将占生产300兆瓦的电力。一个1,100 MW工厂的替代设计,用于直径约75米的结构。在这两种情况下,该结构包括用于运输人员的生活区和Helipad - 类似于海上的石油钻井平台。

Buongiorno引用了对此愿景的几个挑战。首先,虽然燃料便宜,建立核电站是一种漫长而昂贵的过程,经常被延误和不确定性困扰。其次,采用任何新的电厂难以:冷却水靠近靠近靠近的土地是有价值的,并且局部反对建造可能是艰苦的。第三,在几个重要国家的公众失去了对核电的信心。许多人仍然清楚地记得2011年日本福岛核中心的2011年事故,当地震创造了一个淹没了该设施的海啸。切割冷却泵的电力,反应器芯中的燃料熔化,辐射泄露,从该地区抽空超过10万人。

左右:MIT的核科学与工程系(NSE)和NSE的NESE和尼尔TODREAS的Michael Golay和Jacopo Buongiorno设计了一个浮动核电站,可以提供增强的安全性,更容易的选址和集中式建筑 -并且可以及时部署,在低碳能源未来发挥关键作用。

Left to right: Michael Golay and Jacopo Buongiorno of MIT’s Department of Nuclear Science and Engineering (NSE) and Neil Todreas of NSE and the Department of Mechanical Engineering are designing a floating nuclear plant that could provide enhanced safety, easier siting, and centralized construction — and could be deployed in time to play a critical role in a low-carbon energy future.

鉴于此类担忧,Buongiorno和他的团队 - 迈克尔·戈勒,NSE教授;Neil Todrae,核科学与工程与机械工程教授;及其NSE和机械工程学生 - 一直在调查一个小说的想法:将传统的核反应堆安装在类似于海上石油和天然气钻井的浮动平台上,并将其停泊在海上约10英里。

OFNP将两种熟悉的技术集成在一起,具有已强大的全球供应链。“有造船厂建立了我们需要的大型圆柱平台,并建立所需类型的核反应堆的公司,”Buongiorno说。“所以我们只是结合那两个。在我看来,这是一个很大的优势。“通过用已知的技术粘贴,研究人员正在尽量减少昂贵和耗时的发展任务和许可程序。然而,他们正在改变他们认为可以彻底改变核选择。

造船厂建设的优势,海上选址

根据研究人员的计划,OFNPS将完全建造在造船厂,其中许多已经定期处理石油和天然气平台和大型核动力船只。OFNP结构 - 平台和所有 - 将在可移动的滑块上直立,装载到运输船上,并在其现场进行。在那里,它将被漂浮在船上,停泊在海底,并通过水下电力传输电缆连接到船体电网。在其生命结束时,它将被拖回造船厂退役 - 就像核动力潜艇一样,飞机运营商现在。

与部署陆地核电站相比,该过程应提供增强的质量控制,标准化和效率。没有必要将人员,材料和重型设备运送到建筑工地 - 或在植物退休后清理。该计划还降低了对现场评估和准备的需求,这有助于不确定性和延误。最后,OFNP大多是钢,几乎无需处理结构混凝土,根据Buongiorno的说法,这通常负责大量的成本超支和施工延误以及大量CO的排放2。在一起,这些因素意味着OFNP可以以前所未有的速度部署 - 这是一个高度资本密集型项目的重要益处。“你不想在没有开始发电的情况下在那里徘徊在那里的大量投资,”Buongiorno说。

浮动工厂的计划部位提供了其他益处。OFNP将位于海上八到12英里 - 在海域的极限范围内 - 以及至少100米深的水。因此,它将远离沿海人口(其唯一的陆上存在将是一个小型开关仪和员工和材料管理设施),并且下面的深水将减少地震和海啸的威胁:在这种深度,水吸收任何水海底在地震期间的运动,海啸波浪很小。海啸才变得庞大而破坏性,只有在海岸线击中浅水 - 对岸上建造的核电站的关注。

最后,开阔的海洋将提供具有无尽供应冷却水的OFNP。如果出现意外情况,海水可用于从反应器中去除热量;因为植物远低于水线,所以必要的流动将被动地发生,没有任何泵送和没有任何海水污染。“我们不会失去终极散热片,”布康诺说。“即使在反应器关闭后,通过核燃料产生的衰变热量也可以无限期地除去。”

因此,OFNP从Buongiorno引用的来自福岛的三个主要的外卖:远离茂密的人口,防止地震和海啸,永远不会失去燃料。

核反应堆及相关安全系统,拟议的近海浮动核电站,位于结构深处的水密隔室。反应器压力容器(RPV)坐落在干壳结构内,被海水包围。从发电机中蒸煮在RPV内部的加热水中通过结构较高的电力发电机。每12到48个月,耗尽燃料组件被解除出来,并将新鲜燃料插入反应器中。移除的组件被转移到花费燃料池中,该燃料池具有处理从植物中除去的所有燃料的储存能力。

核反应堆及相关安全系统,拟议的近海浮动核电站,位于结构深处的水密隔室。反应器压力容器(RPV)坐落在干壳结构内,被海水包围。从发电机中蒸煮在RPV内部的加热水中通过结构较高的电力发电机。每12到48个月,耗尽燃料组件被解除出来,并将新鲜燃料插入反应器中。移除的组件被转移到花费燃料池中,该燃料池具有处理从植物中除去的所有燃料的储存能力。

专为有效的操作而设计,安全增强

本文随附的插图在其海洋环境中展示了OFNP以及植物的主要特征。整体结构是直立的,圆柱形的形状,并分成许多地板,其中大多数分裂到由水密隔板分开的隔间。上层楼宇的非批判组件,如生活宿舍和一只直升机。与石油和天然气平台一样,工人被船或直升机带出三个或四周的班次。供应船带来了少量维护活动的食品,燃料和设备和材料,并通过起重机抬起重载。

核反应堆(300 MW或1,100 MW单位)及其相关的安全系统位于水密隔室中,在结构上低,以提高安全性和安全性,提供轻松进入海水,并使整体结构低重心稳定性增加。反应器芯和相关的关键部件容纳在反应器压力容器(RPV)内,其位于称为容纳的紧凑结构内。围绕遏制 - 但是通过间隙分开 - 是一个大室,其延伸到圆柱形结构的边缘,并且与海水不断地淹没,从海水进入并通过端口自由进入。

反应器芯和蒸汽发生器浸入反应器压力容器(RPV)内的新鲜蒸馏水中。如果冷却泵的操作中断,则冷却水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,则冷却水从RPV内部释放到容纳结构中,海水可以在容纳中进入空间。来自冷却水的热量将穿过电容壁到海水上。海水通过该结构自然流动,因此它不断更新,提供无限的冷却源。

反应器芯和蒸汽发生器浸入反应器压力容器(RPV)内的新鲜蒸馏水中。如果冷却泵的操作中断,则冷却水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,则冷却水从RPV内部释放到容纳结构中,海水可以在容纳中进入空间。来自冷却水的热量将穿过电容壁到海水上。海水通过该结构自然流动,因此它不断更新,提供无限的冷却源。

具体的设计功能允许响应正常冷却操作中各种类型的中断。通常,泵从低海面层带来冷水并将所用的加热水排出到暖表面层,从而防止可能威胁到当地生态系统的“热污染”。如果暂时破坏冷却过程,则允许来自反应器的加热水自然地循环到淹水室内的特殊热交换器。如果一个更严重的问题(例如,管道断裂)威胁核心,来自RPV内部的蒸馏水被释放到容纳(始终保持核心浸没)中,并且来自外部隔室的海水填充了容纳周围的间隙。通过容纳壁有效地传递到海水中的热量,这是不断和被动更新的。始终,冷却水和海水保持分开,使污染物不能从一个流到另一个。

在不太可能的情况下,尽管持续散热,容器内的压力达到危险水平,但遏制内的气体可以排放到海洋中。然而,气体首先将通过过滤器以捕获铯,碘和其他放射性物质,最小化其释放。目前的研究正在跟踪这种材料的可能分散和稀释,以确保即使在这种极端情况下,水中的任何放射性仍然低于可接受的峡谷。

有希望的经济学,丰富的潜在市场

就核电经济学而言,麻省理工学院团队认为,由于核电经济学,OFNP可能是“潜在的比赛换句者”。它提供了“工厂”生产多个单位的经济优势,但该单位可能很大,可以从规模经济中受益。此外,与任何类型的地面植物不同,OFNP是移动的。“如果你在土地上建造电厂,它仍然在建筑位置40或50年,”Buongiorno说。“但与OFNP一起,如果经过十年或两年,你需要发电量100英里的距离沿岸,你可以悬浮浮动电厂并将其移动到新的位置。”

The viability of the researchers’ idea depends, of course, on whether there are locations with the necessary physical attributes —deep water relatively near shore but away from busy shipping lanes and frequent massive storms — as well as economic and other incentives for adopting the OFNP.

详细分析确定了许多潜在地点。例如,东南亚地区的土着资源有限,地震和海啸的风险很高,以及需要权力的沿海人口。中东国家可以使用NOP来满足其国内需求,释放其宝贵的石油和天然气资源。沿海非洲和南美洲的一些国家依靠发电机在进口柴油燃料上运行的发电机提供的电力 - 这是一种昂贵而高度污染的方式。“带入一个OFNP,靠近海岸停泊,并建立一个小型分销系统会产生很大的意义 - 基础设施发展需要最小,”Buongiorno说。

继续研究

研究人员继续在OFNP的各个方面工作。例如,它们正在开发加油的最佳方法,系泊系统的详细设计,以及植物在风暴波中的植物流体动力反应的更彻底模型。此外,他们正在建立一个凝聚力的OFNP保护计划。

工厂设计提供了相当大的安全性:电抗器深入在多个船体内的结构中;高上甲板允许畅通无阻的360度视图;并且物理布局最小化攻击者的方法。研究人员正在研究安全专家,现在调查涉及最先进的声纳和雷达系统,潜艇网和繁荣的额外策略,以及一支武装保安人员。

Buongiorno说:“虽然有很多工作仍然存在,”我们预计第一个OFTN可以在十年内部署,并在一半的时间内部署,以协助打击气候变化所需的核能使用巨大增长。“

图片:杰克乔威兹;贾斯汀骑士;麻省理工学院

17评论在“更安全和更便宜的浮动核电站”的上

  1. 这还不够糟糕,我们是愚蠢的,足以让这些东西在海洋岸上?在海洋中漂浮似乎是一个很好的主意,直到第一个沉没或故障。

  2. 纯粹的恋爱。核电是发电电力最愚蠢和不负责任的方法,曾经被人类构思。

  3. 这里没什么新的。在20世纪70年代初的西屋电气和Tenneco石油中成立了一个名为海上电力系统(OPS)的联合公司,其中旨在将核电站放在驳船上停泊的海上。OPS为新泽西州公共服务天然气和电动建造了两个浮动电厂,大西洋1和2的合同。1973年的阿拉伯石油禁运经济衰退和选举专业建设联盟州长导致合同终止和公司的最终消亡。

    我看不到这一想法甚至到达那么。

  4. 您将增加该网站周围的海洋的温度,并将影响“Flora和Filuana”。你是如何解决这个问题的?我希望你对这个新颖系统说的一切都是真的,不会有任何环境影响。虽然我认为这将是两个邪恶的较小者。

    你真的相信海洋是一个“无限”的散热器?

    • 好问题。

      将地球视为“受控量”。在考虑核时,热量会有净零增加。请注意,来自地球核心的〜50%的热量来自裂变材料。

      授予您的问题涉及浮动反应堆周围的局部区域。将有局部的热量增益。正如现在使用的所有反应堆中所见。但是,当比较来自CO2,CH3,SF6排放的热量保留时,浮抗反应器(或一般核能)的策略将更加环保,所以我们做得正确。

      与核(最小化绿色房屋)更好地控制地球控制量的热量。

      要考虑的另一件事是考虑生物可爱能量作为生物量的BTU含量(木材,玉米壳等)对具有十年时间级别周期性的热量和植物的循环减少损害。史前植物的生物质应保持隔离。

      我认为你有一个很好的问题,并且认可“较小的两个邪恶”需要看大局。

  5. 嗯,也许使用染料和示踪剂的全尺寸运营单元可以在十年左右后判断并判断?看来我们的问题是通过一个想法充满充分的全速度,只发现故障。这些故障看起来像熔盐反应堆中的裂缝,在这里,在美国或一生的终身事件中,如切尔诺贝基的错误或Daichi的海啸损伤。
    为什么我们必须拥有最危险的元素,似乎对我来说令人反应。

  6. 俄罗斯自2000年代以来,俄罗斯一直从俄罗斯人开始复制俄罗斯人。请下次研究自己,美国只是复制俄罗斯和中国的东西,并将中国归咎于他们的技术哦,请胖美国人

    • USS Sturgis(MH-1A)首先是20世纪60年代浮动核平台,并在巴拿马运河区工作,直到20世纪70年代中期。不需要基于无意义的民族主义和嫉妒的恐慌。这是我们所努力的所有星球。

  7. 不。不要使用电缆。使用植物制造海水氢。使用它在任何地方的燃料。

  8. 得到一个Kickstarter滚动,看看有多少人会回到这个问题。这几天所有的Pro-Nuke人们都应该是填补桶来构建它的几个小时问题。

  9. 我们如何保护它?它可以忍受水下挖掘攻击吗?

  10. 哦我的天哪!真的吗?半脑的每个人都会立即实现这是完全纯粹的疯狂。最近最愚蠢的“绿色”力量设计,因为没有“绿色”关于它......思考..核废料和核事故杀死人并摧毁自然栖息地,使土地无法居住。你想毒害我们从哪里获得我们的食品供应链的大海?WTF人物..我们已经有一个电厂仅仅是“靠近”海洋,污染数亿加仑的海水,必须存放在土地上,以防止它毁灭海洋。和之后,它仍然是’t finished melting down, that anyone would risk putting one out IN the ocean? What kind of mad men are these people? How you going to contain an accident there? It will pollute the entirety of the ocean without control. NUCLEAR POWER IS NOT GREEN, IT IS NOT SAFE, IT IS A TIME BOMB, AND BOMB IS THE KEY WORD. DO NOT DO THIS TO OUR PLANET. It’s time to mothball all these nuclear plants. As it is we have hundreds of millions of tons of spend nuclear fuel that we don’t know what to do with that will have to be somehow stored for hundreds of thousands of years out in some hole in the desert somewhere where nobody wants it anywhere near where they live, potential for leakage is high given the time scale, and the consequences of leakage could be catastrophic and someone wants to add more to such a wonderful legacy? Folly! Completely ignorant of history which proves the reality of Murphy’s law and exactly why this is a.REALLY REALLY DUMB IDEA folks…. Nothing to see here, move along… Only someone like Donald Trump would think this was a wise plan to follow…. Do us a favor and burn the plans for this and never mention it to him. Thanks much for the kind attention to this unethical idea to make a few hundred megawatts at risk of the entire ocean and millions of people near it and elsewhere who will starve if you kill our oceans with cancer causing waters and mutate the fish so they can’t bread anymore or consumed and they all die and then we begin to die as the cancerous contaminated ocean water gets taken into the skies by natural processes and rains radioactive rain down on the land too. What a STUPID STUPID STUPID STUPID –Can I dare say again STUPID IDEA!! WTF are they thinking? (Clearly, they have no thought on anything but money and lets see what else we can do with nuclear!—not a single thought about wether or not it is wise or proper that we should do it)…. And terrorism? How you gonna control access to one of these when its out there? You gone have guards parked in a circle of warships around it, and an anti-missile installation? What a bunch of dumb-clucks. This is the worst thing I’ve EVER heard of hands down.

  11. To add a more constructive comment now the shock of this dumb idea has somewhat passed, the risk of this is far out-weighing the cost and the benefits of such with much cheaper land-based alternatives available to generate power that don’t use risky materials on the Periodic Table of Elements. We can solve all of our energy demands within a 50 x 50 mile area of desert using the most efficient solar energy capturing methods and molten salt, pumped water, hydrogen splitting or mega-battery technologies to make that power relevant 24/7/365 for all of our needs. We can do that and mothball all existing nuclear plants for safety and come to our senses by taking the more prudent, safe for the long run sustainable course of action. We must quit thinking in time scales or 10-30 years and start thinking in terms of what will this do 50 years, 75 years, 100 years down the road, can this be maintained, is is safe to decommission and rebuild or will it be maintainable over time? Does it risk the environment with any super-incidents of any kind? This is the kind of questions we need to ask before approving any more permits, new designs, or new technologies.

  12. 我们为什么考虑核,当光伏在我们的生物圈中具有如此明显的优势?在这里,在我们的珠宝上,似乎是不必要的风险。

  13. 钍是否有新闻停电?
    反应器是模块化和可重复使用的,更便宜,
    尺寸可扩展,具有低密度的反应材料 - 不能熔化。

    垃圾比钚更危险,放射性只有500年。(是的,这是任何两倍的现代文明)。没有生产炸弹制造材料。这些反应器甚至可以消化钚,减少一些废物问题。

    如果它不适合原子能受到军事管辖权的事实,我们将拥有钍反应堆,并且他们希望裂变反应堆的钚副产品制作原子弹。

    如果绝望地决定核,钍会更快地部署到更多地方。

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