福島核事故6周年之際，再一次提醒人們關注核電站的風險。雖然核電站存在潛在風險，但是不能將之從當前能源結構中排除，最好的選擇是進一步加強核電站的安全特性，以持續利用核能。

加強核能安全性的一個可能選擇是，將常規核電站由陸地轉向海洋，即海上核電站(以下簡稱ONPP)。這也是核電站未來發展的一個方向。那么，海上核電站又面臨哪些問題和挑戰?

不懂就問

為什么要建海上核電站?

海上核電站的一個顯著優勢在于節省空間，其所有設備均置于海洋之中，無需占用額外的陸地，也避免了公眾的負面反饋。

同時，在所有能源中，核能碳排放量最低，也是最便宜的能源之一。此外，世界上仍有大片的低人口密度地區面臨海水淡化和電力短缺問題，而海上核電站可與其他清潔分布式能源結合，有效緩解海洋能源供給矛盾，為海洋資源開采、海島居民生活生產活動提供充足電力、熱力能源及淡水供應，為周邊海域開發活動奠定堅實的能源基礎。

揭開面紗

安全和穩定性能如何?

最近幾年，已有數個國家率先啟動海上核電站的開發和應用，核工程師們在海洋環境下利用核能已經不是新鮮事。

在俄羅斯，有大量地區人煙稀少。從北海到遠東海岸的各個港口、孤立的礦區等，對海水淡化和電力需求日趨強勁。因此，俄羅斯考慮采用KLT-40S、NIKA-70等反應堆建造浮動式電力單元(FPU)，用于提供電力、熱能和海水除鹽。由于KTL-40S反應堆的設計成熟，最適合布置在陸地和非自驅動式水上平臺，它被選為俄羅斯第一座浮動式核電站“羅蒙諾索夫”號的反應堆。

“羅蒙諾索夫”號長144米、寬30米，重21500噸，載員70人。其裝載兩臺KLT-40S反應堆，能提供70-300MWt熱功率。KLT-40S反應堆搭載了應急冷卻系統(ECS)，用以在停堆時排出余熱。其安全性也獲得了國際認可，包括通過IAEA組織的審查(IAEA安全導則Afrikantov OKBM)。

最近，美國MIT的一個研究團隊提出了一種海上浮動式核電站(以下簡稱OFNP)設計，這一設計基于圓柱形浮動式甲板平臺，鏈接固定。采用圓柱形平臺的OFNP重心低，有很好的靜態穩定性，能夠有效規避海底地震、海嘯、波浪和風等的載荷影響。

未來走向

面臨哪些問題與挑戰?

福島事故發生一個重要的原因就是地震之后引發的海嘯導致斷電，因此在設計ONPP時就需要考慮海嘯影響。

GBS式(混凝土重力基礎結構式，抵抗地震和海嘯的安全特性得到了加強)ONPP的水域深度相對較淺。從福島事故的經驗得知，海嘯浪高不能超過GBS式ONPP的自由甲板，這樣才能保護電廠的安全系統不受破壞。此外，海嘯對于離海岸線較遠的ONPP和水下式ONPP的影響基本上可忽略不計。

除了海嘯外，由于海上核電站靠近海岸線和近海的各種設施(如油氣開發平臺)，均有被海上漂浮物撞擊的風險。對于GBS式ONPP，其堅固耐用的預應力混凝土結構能夠有效防止海上撞擊，考慮到GBS是雙層混凝土墻設計，其抵御撞擊的能力進一步得到加強。

地震也是ONPP建設時不可忽略的問題。對于GBS式ONPP，因為其外部GBS艙體置于海底，地震時可能受損，因此增設了地基隔離系統，通過調節GBS的重量以減小地震加速度影響。

由于ONPP遠離陸地，與其他油氣開發平臺一樣，針對外部威脅(直接攻擊、武裝入侵、船撞擊和飛機撞擊、其他蓄意破壞)所需的物理防護是個挑戰。尤其是水下攻擊是海上核電站特有的威脅，這一點不同于陸基核電站。針對海上威脅，若從陸地采取安全措施會有一定的延遲，這一點必須考慮到。因此對于海上核電站，增強物理防護系統(更堅固的外部艙體設計、額外的艙體保護系統、早期預警系統)和措施十分必要。

同時，防人因失誤也是ONPP設計時需要特別關注的。相較于陸基核電廠，由于ONPP的工作環境帶給人的壓力更大，犯錯率會更高，ONPP的人力資源更受限制。因此應該減少人類動作，簡化設計和增加自動化過程十分必要。可以通過遠程操作自動化設備進行安全相關系統的可用性測試。

除海上面臨嚴峻的外部風險外，設計ONPP還面臨其他困難。例如浮動式ONPP的設計，即便其經過錨固，也要考慮暴風和劇烈海浪帶來的壓力。來自海底的混濁流現象也可能引起水下設備失效。另外，防水隔離、腐蝕、維護等很大程度上影響著ONPP壽期和結構可靠性。這對于水下式ONPP尤為重要，因為潛入深水及進行維修更加困難。最后，還應當精心設計制定應急疏散方案和規程。

本文來源于《核能研究展望》，標題為編者所加。