[關(guān)鍵詞]核島 置換 煤電廠 核電廠

[摘要]本文初步指出了核島置換鍋爐變煤電廠為核電廠存在可能性，闡述了該研究的重大意義，并提出了對(duì)此進(jìn)行可行性研究的基本方法和基本內(nèi)容。

    0．　引言：項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和意義簡(jiǎn)介

我國(guó)目前發(fā)電裝機(jī)已5億KW有多，其中火電約占73.7%；水電24.6%；核電1.5%；風(fēng)電等0.2%。雖然我國(guó)煤炭探明儲(chǔ)量居世界**位，但2000億噸可采儲(chǔ)量可供開(kāi)采不滿100年，且煤電嚴(yán)重污染環(huán)境；而為適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)翻番增長(zhǎng)目標(biāo)不得不上“短、平、快”的煤電廠項(xiàng)目，甚至規(guī)劃上馬“火電三峽”，估計(jì)原煤掘盡時(shí)將約有裝機(jī)20億～30億的煤電廠，這些都廢棄嗎？不！??！考慮遠(yuǎn)景能源出路，除發(fā)展新能源外，現(xiàn)在要進(jìn)行核島置換燃煤鍋爐系統(tǒng)變煤電廠為核電廠的可行性與技術(shù)綱要草案研究，還要制定煤電、核電可接軌的設(shè)備生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，將來(lái)把燃煤鍋爐系統(tǒng)置換成相適型號(hào)的核島；汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器依然利用，把常規(guī)煤電廠改造為核電廠?，F(xiàn)行我國(guó)煤電廠、核電廠之汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器及附屬設(shè)備、控制系統(tǒng)有哪些規(guī)格、等級(jí)……，可以接軌通用嗎？現(xiàn)在未雨綢繆，對(duì)于尋找可行的設(shè)備重復(fù)利用方案、建設(shè)資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會(huì)、合理優(yōu)化我國(guó)現(xiàn)狀之不合理能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。

1．　立論依據(jù)

我國(guó)煤電裝機(jī)已達(dá)3.68億KW，且供電煤耗過(guò)大，雖2005年減少到每度380克標(biāo)準(zhǔn)煤，但比******高22.5%，預(yù)計(jì)到2010年國(guó)內(nèi)煤電裝機(jī)將達(dá)5億千瓦左右，煤炭消耗約13億噸，新增二氧化硫產(chǎn)生量560萬(wàn)噸[1]，我國(guó)煤炭2000億噸可采儲(chǔ)量可供開(kāi)采不滿100年[2]。按2020年我國(guó)GDP翻兩番的經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)估計(jì)，我國(guó)一次能源總需求將增長(zhǎng)到2020年的30～33億噸ce，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)需提高到2020年的9.6億KW[3]。遠(yuǎn)景能源出路在哪？大力提高水力發(fā)電開(kāi)發(fā)程度無(wú)疑是緊急的，但其技術(shù)可開(kāi)發(fā)量5.4億KW封頂，同時(shí)大規(guī)模開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、熱核聚變能技術(shù)尚未突破。煤源掘盡時(shí)將約有裝機(jī)20億～30億的煤電廠，把它們都廢棄嗎？不?。?！現(xiàn)在要進(jìn)行核島置換燃煤鍋爐系統(tǒng)變煤電廠為核電廠的可行性研究，1公斤的鈾全部裂變所釋放出的裂變能，大約相當(dāng)于2500噸煤或2000噸的石油燃燒時(shí)所釋放出的能量，世界上已探明的鈾儲(chǔ)量約490萬(wàn)噸，釷儲(chǔ)量約275萬(wàn)噸，我國(guó)鈾儲(chǔ)量超過(guò)10萬(wàn)噸[4]，鄰國(guó)吉爾吉斯斯坦是世界主要產(chǎn)鈾國(guó)家[5]，這些裂變?nèi)剂献銐蚴褂玫骄圩兡軙r(shí)代。
    眾所周知，煤電廠由鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器及它們的附屬設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)等組成；核電廠由可控核裂變裝置（核島）、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器及它們的附屬設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。變煤電廠為核電廠的關(guān)鍵是同容同溫同壓情況下汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器及其附屬設(shè)備、控制系統(tǒng)能否通用？怎樣通用？當(dāng)然控制系統(tǒng)的電子化、微機(jī)化，其通用性很強(qiáng)，只需在程序上做些“小手術(shù)”就可達(dá)標(biāo)。
    進(jìn)行核島置換燃煤鍋爐系統(tǒng)變常規(guī)煤電廠為核電廠的可行性與技術(shù)綱要草案研究，在可行的基礎(chǔ)上制定煤電、核電接軌方案，更新修改煤電、核電的設(shè)備生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，將來(lái)把燃煤鍋爐系統(tǒng)置換成相適型號(hào)的核島；汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器及其各種設(shè)備技術(shù)進(jìn)步方案與成果依然繼續(xù)利用。保留一切可以保留、利用一切可以利用的原有設(shè)備及其眾多優(yōu)良技術(shù)方案把常規(guī)煤電廠改造為核電廠，這對(duì)于尋找可行的設(shè)備重復(fù)利用方案、建設(shè)資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會(huì)、合理轉(zhuǎn)變能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。

2．　研究方案

2．1．研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題

    2．1．1．本項(xiàng)目的研究目標(biāo)是：煤電怎么樣向核電轉(zhuǎn)型？拿出實(shí)現(xiàn)核島置換鍋爐燃煤系統(tǒng)變煤電廠為核電廠的技術(shù)綱要草案！

    2．1．2．本項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容是：為什么說(shuō)“煤電向核電逐步轉(zhuǎn)型，遠(yuǎn)景形成水核共舞、核主水調(diào)的國(guó)內(nèi)互聯(lián)電力系統(tǒng)”是我國(guó)社會(huì)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求？核島置換煤電廠鍋爐、資源節(jié)約地充分利用原有設(shè)備把常規(guī)煤電廠改造為核電廠是否可行？怎么樣為將來(lái)煤電廠向核電廠轉(zhuǎn)型埋下伏案、留下錦囊？核電**嗎？1979年美國(guó)三里島、1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠事故會(huì)嚇倒我們嗎？先進(jìn)壓水堆核電技術(shù)、超高溫氣冷堆核電技術(shù)、快中子增殖堆的核電技術(shù)、先進(jìn)的核燃料循環(huán)技術(shù)等的研究進(jìn)展如何？煤電廠鍋爐溫壓類(lèi)別、等級(jí)，汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器及其附屬設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)格、型號(hào)及控制要求有哪些？是什么？核電廠核島類(lèi)別、規(guī)格及技術(shù)成熟度如何？現(xiàn)行核電廠汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器及它們的附屬設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)格、型號(hào)及控制要求與煤電廠之有差異嗎？煤電廠之汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器及其附屬設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)與同容同溫同壓核電廠之汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器及其附屬設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)的通用性、通用度如何？欠缺通用性時(shí)又怎樣規(guī)范各同容同溫同壓發(fā)電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)系列？這既是一個(gè)技術(shù)初步研究問(wèn)題，又是一個(gè)技術(shù)規(guī)范管理問(wèn)題，還是一個(gè)電力發(fā)展戰(zhàn)略問(wèn)題。
    2．1．3．要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是：煤電廠之汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器及其附屬設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)與核電廠汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器及它們的附屬設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)在同容量同汽溫同汽壓情況下能否通用性、通用度如何？須用何種類(lèi)別規(guī)格的可控裂變核島置換各標(biāo)準(zhǔn)化系列化的燃煤鍋爐系統(tǒng)？當(dāng)然核島的**回路如何與原煤電汽輪機(jī)接口以及核島如何在老廠房布置都在本項(xiàng)目研究范圍內(nèi)。

   2．2．本項(xiàng)目的物色與**之處

2．2．1．項(xiàng)目的物色

曾建言“大力提高我國(guó)水電開(kāi)發(fā)程度，在本世紀(jì)末淘汰煤電、形成水核共舞的國(guó)內(nèi)互聯(lián)電力系統(tǒng)”。然而事實(shí)上水力發(fā)電由于技術(shù)可開(kāi)發(fā)量5.4億KW就封頂，水電只能緩解能源短缺并優(yōu)化改善能源結(jié)構(gòu)、高質(zhì)量擔(dān)負(fù)電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻調(diào)相及事故備用任務(wù)，不能根本解決能源短缺問(wèn)題。誰(shuí)都知道原煤有儲(chǔ)量問(wèn)題，終有枯竭之時(shí)，目前咬緊牙關(guān)大上煤電“短、平、快”項(xiàng)目，甚至規(guī)劃上馬“火電三峽”，這都是適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)能源急速增長(zhǎng)需要的緊急措施。“淘汰煤電”乃成“冒天下之大不韙”之語(yǔ)，招致“千夫所指”，據(jù)了解湖南省電力系統(tǒng)職工有4萬(wàn)，其中3萬(wàn)屬發(fā)電集團(tuán)大唐華銀，又其中大部分屬各火力發(fā)電廠，一退休職工說(shuō)“淘汰煤電”的言詞會(huì)冤枉引起“公憤”，也許是有人誤會(huì)了“淘汰煤電”的意思，其實(shí)煤終有枯竭的**，是遲早問(wèn)題。我們靜下心來(lái)認(rèn)真對(duì)比一下煤發(fā)電與核發(fā)電的工作原理與各個(gè)設(shè)備之結(jié)構(gòu)差異，就會(huì)發(fā)現(xiàn)存在曙光、存在兩全其美的方案。煤電廠是利用煤所蘊(yùn)藏的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，煤在鍋爐中燃燒釋放熱能，把水加熱成一定溫度和壓力的蒸汽，然后利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而化學(xué)能→熱能→電能。核電廠與煤電廠基本工作原理相同，發(fā)電設(shè)備仍為普通的汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)，也是從而化學(xué)能→熱能→電能，不同的是核電廠中用核反應(yīng)堆（可控裂變核島）和蒸汽發(fā)生器替代煤電廠的鍋爐設(shè)備?？磥?lái)，煤炭掘盡了還會(huì)有些出路，把常規(guī)煤電廠改造成為核電廠存在可行性，如得到論證，職工與大部分設(shè)備都可以保留，這不是很好嗎？當(dāng)然，職工文化與設(shè)備技術(shù)進(jìn)步繼續(xù)建設(shè)、與時(shí)俱進(jìn)仍是必須的。

2．2．2．關(guān)于**的問(wèn)題

本項(xiàng)目的意義不在于有沒(méi)有**，不在于簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，不在于科技含量（不含核島研制）有多高，而在于提出了一種思路，一種尊重國(guó)情、尊重客觀事實(shí)、繼承傳統(tǒng)又推陳出新的思路，在于從核電廠與煤電廠基本工作原理相同中看到了一線曙光，一種用科學(xué)發(fā)展觀分析問(wèn)題透出的曙光。只要路是對(duì)的，就不怕路遠(yuǎn)！凝聚我國(guó)相關(guān)科技人員的智慧就一定可以達(dá)成目標(biāo)。真心希望此想法變成現(xiàn)實(shí)，祖國(guó)大地煤電廠逐步更換“心臟”脫胎換骨成少“口糧”的核電廠。

     2．3．研究方法及可行性分析

煤電廠是利用煤所蘊(yùn)藏的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，煤在鍋爐中燃燒釋放熱能，把水加熱成一定溫度和壓力的蒸汽，然后利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而化學(xué)能→熱能→電能。核電廠與煤電廠基本原理相同，發(fā)電設(shè)備仍為普通的汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)，不同的是核電廠中用核反應(yīng)堆（可控裂變核島）和蒸汽發(fā)生器替代煤電廠的鍋爐設(shè)備。核島置換鍋爐思路的曙光源于核電廠與煤電廠基本工作原理相同。
    研究應(yīng)詳盡對(duì)比核電廠與煤電廠各個(gè)發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與控制要求，從原理上探索核島置換鍋爐變煤電廠為核電廠的可行性，發(fā)電設(shè)備的通用性、通用度；還會(huì)探索核電的**性。重點(diǎn)需要討論的是應(yīng)建立多少可控裂變核島規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，使之與現(xiàn)行汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)、主變壓器成系列地配套，這是本項(xiàng)目的中心。為此，須調(diào)研我國(guó)全部煤電廠主要設(shè)備之主要技術(shù)參數(shù)，運(yùn)用源頭統(tǒng)計(jì)法歸納出其中的規(guī)律，當(dāng)然這一龐大工作必須精益求精，以確保結(jié)論的正確性，正確的結(jié)論將作為建議提交有關(guān)部門(mén)，以規(guī)范我國(guó)將來(lái)可控裂變核島研制的規(guī)模容量等級(jí)。

3．展望

3．1．核島置換鍋爐變煤電廠為核電廠之思路可迎業(yè)內(nèi)遠(yuǎn)景乃至社會(huì)的廣泛關(guān)注，這不是純技術(shù)問(wèn)題，可點(diǎn)明相關(guān)技術(shù)問(wèn)題（例如現(xiàn)行汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)、主變壓器的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，研制可控裂變核島的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等）的發(fā)展方向，具有宏觀導(dǎo)向的思想工作作用。

3．2．我們?cè)诒M*大可能竭盡水力發(fā)電的同時(shí)，應(yīng)著手研究怎么把常規(guī)燃煤火力發(fā)電廠改造成為“燃”鈾核子裂變發(fā)電廠，逐步用水電主要是核電去替代日益枯竭的煤電，在本世紀(jì)末期形成水核共舞、核主水調(diào)的以三峽為地理中心的國(guó)內(nèi)互聯(lián)電力系統(tǒng)。*后祝愿太陽(yáng)能、可控?zé)岷司圩兡艽笠?guī)模利用技術(shù)早日突破。

參考文獻(xiàn)：

[1]2005中國(guó)電力論壇．國(guó)家環(huán)?？偩指本珠L(zhǎng)張力軍；

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[3]我國(guó)能源展望材料的總結(jié)；

[4]《我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略研究》．中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)信息中心；
[5]中亞五國(guó)概貌．中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)。