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小型核反應堆能否取代大型核電站?

2018年05月21日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 33 ℃ 次

【楊立波的回答(6票)】:

題主所說的小型核反應堆在核電行業有著更明確的定義,按照國際原子能機構的定義,小型堆功率為300 MW以下,這個數字遠遠大於美國少年發明了小型核反應堆的功率。與第3代大型反應堆相比,小型反應堆有自身的優點,比如一體化堆芯設計,可實現更高的安全性,放射性儲存量少,能夠滿足市場多樣化的需求,除了提供單一的發電功能外,還有許多其他工業用途,如核能制氫、原油提純、煤炭液化、熱電聯產、工業供熱和海水淡化等。

國內在建的石島灣200 MW高溫氣冷堆屬於小堆範疇,中核集團研發的多用途模塊式小型壓水堆ACP100,裝機容量100~150 MW,目前已與福建漳州、湖南衡陽市、湖南新化縣、江西贛州市、江西橫峰縣、江西南昌縣政府簽署小型堆項目合作協議。國外比如阿根廷、印度、巴基斯坦、俄羅斯、斯洛伐克都正在建造小堆。國外小堆機型較多,競爭激烈,如巴威B&W公司的mPower小型反應堆、西屋公司225 MW級WSMR反應堆、Holtec國際公司160 MW級SMR-160 反應堆、阿根廷的CAREM(先進型小型核電站),韓國SMART一體化模塊式先進反應堆研發活動也在快速推進。

大型核反應堆裝機容量大,投入資金大,對於很多中小國家只能是望洋興歎,小堆的興起可以滿足很多中小國家的能源需求。但是小堆要取代大堆是完全不現實的,對於像中國這樣的大國,能源需求是非常巨大的,目前我國核電裝機容量1800萬千瓦,佔全國裝機容量比例不到2%,要實現2020年裝機容量5800萬千瓦,在建3000萬千瓦的目標,只有建設百萬千瓦的大型反應堆。經過二十多年的發展,國內建造大型商業反應堆技術和經驗已經相當成熟,產業鏈也十分完善,更容易滿足未來越來越多大型城市的能源需求,所以大型商用反應堆是最好的選擇,小型核反應堆可作為其有益補充。

【劉雨坤的回答(23票)】:

先放結論給猴急的人這是個建模大賽級的發明

他並沒有發明描述中的反應堆,甚至也沒有造出,也不可能造得出他描述的那樣安全廉價小型工業化製造,現在只是停留在設計概念階段類似原理的堆型早已出現,但是人民選擇了現在的堆型(是不是聽著很熟悉)。所以樓主的問題不存在,我最後再回答假如存在的答案。對新生事物應當報以讚賞和鼓勵的態度,但是美少年的發明離使用確實差的實在太遠了,況且他的這個實在稱不上是發明,熔鹽堆 _百度百科。

---------------------------我回答問題就是這麼囉嗦,以下為擴展內容---------------------------------------------

但是他確實是個很牛的小伙子,來看維基百科Taylor Wilson。裡面列舉了他獲得一系列榮譽和獎勵,國土安全部和能源部的聯邦獎金聽起來就很高大上,作為一個未曾出過國的土鱉無法判斷這個獎金獲得的難易程度和含金量,就留給海龜們來回答吧。

第一部分是核探測器,不懂略過。

第二部分聚變堆我只知道氘氚反應生成氦和中子,看描述他使用了一個別人發明的裝置,以獲得中子用於研究。準確的說這是一個中子生成裝置,並不是一個聚變堆。TED的標題有誇大的嫌疑(國外媒體也這麼沒節操?),送上視頻鏈接Taylor Wilson: Yup, I built a nuclear fusion reactor。

第三部分終於是裂變堆了,具體的說是他改進了橡樹嶺國家實驗室的熔鹽堆堆型,設計功率50MW換料週期30年。Taylor Wilson: My radical plan for small nuclear fission reactors。

他畢竟只是個高中生,能有這麼多想法已經很了不起了。但是他的設計很明顯是個建模大賽級的發明。演講中具體細節也有些地方值得商榷,這裡就不說了。設計上他沒有考慮的地方很多,比如控制和維護,這兩點就會讓小堆型工業化不起來。如何讓機組安全穩定的發電才是最重要的。

  1. 現在水平做不到一鍵啟停堆那麼智能(以後說不定有,到時候我就可以安心下崗了),考慮人工成本後小堆的經濟性將嚴重下降
  2. 這個小堆絕對比你想像的要大得多得多,以至於卡車是裝不下的,光汽輪發電機組都不止這麼大,何況需要屏蔽層的反應堆
  3. 實際中使用要考慮很多與核專業無關的東西,如屏蔽防護、電氣絕緣、消防等

所以我也不再浪費時間說了。

說到最後,我也不知道他在前人的基礎上到底做了什麼有用的改進。演講只說了這些是如何的先進,但是如何實現是個巨大的難題,核電站集合了當代各個領域高精尖技術,些許改動都不是那麼的容易。大家搜下美國西屋、法國阿海琺倆個世界核電大佬現在的項目進展。

以現在這個社會的發展程度,不會再出現一個大牛人以一己之力搞出一個大發明,碾壓另一群精英了。如果你有個認識,就不會輕易相信這些新聞了。

最後問題來了,若干年後,真有這麼一種吊炸天的小型反應堆了,還要不要大型反應堆呢?

答案還是要的,大型反應堆意味著降低成本(人工、維護、財務等),可以有更多的錢用於安全防護。當然也不是越大越好,電網會不高興的。

【田昊的回答(4票)】:

一個小型核反應堆可以給十萬個家庭供電,那一個中等人口的縣城就要數個反應堆來供電,那麼相應的建設,配套設施,管理運營及相關反應堆操縱人員培訓都是十分繁雜的,不如建設大型核反應堆更集中化,同等發電能力的成本也會降低,也便於國家監管,畢竟核安全對國家安全和政治因素都有深遠影響。

【錢會平的回答(1票)】:

這個問題很簡單,甚至不需要專業知識。首先,只需要一點市場經濟方面的常識即可回答:規模化即可低成本化。其次,大型電廠採取高壓統一輸電可以節約電能輸送損耗。然後我就找不到大型核電站項目停建的理由了。

【李錦彬的回答(0票)】:

各有千秋,按照實際需求建設。另外,小型堆的功能不僅僅是發電,還可以海水淡化,工業供氣供暖等。

標籤:-核電站 -核能 -反應堆 -熔鹽堆


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