[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，并提出了對此進行可行性研究的基本方法和基本內(nèi)容。

    0．　引言：項目研究內(nèi)容和意義簡介

我國目前發(fā)電裝機已5億KW有多，其中火電約占73.7%；水電24.6%；核電1.5%；風電等0.2%。雖然我國煤炭探明儲量居世界**位，但2000億噸可采儲量可供開采不滿100年，且煤電嚴重污染環(huán)境；而為適應國民經(jīng)濟翻番增長目標不得不上“短、平、快”的煤電廠項目，甚至規(guī)劃上馬“火電三峽”，估計原煤掘盡時將約有裝機20億～30億的煤電廠，這些都廢棄嗎？不?。?！考慮遠景能源出路，除發(fā)展新能源外，現(xiàn)在要進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、核電可接軌的設備生產(chǎn)標準，將來把燃煤鍋爐系統(tǒng)置換成相適型號的核島；汽輪機、發(fā)電機、變壓器依然利用，把常規(guī)煤電廠改造為核電廠?，F(xiàn)行我國煤電廠、核電廠之汽輪機、發(fā)電機、變壓器及附屬設備、控制系統(tǒng)有哪些規(guī)格、等級……，可以接軌通用嗎？現(xiàn)在未雨綢繆，對于尋找可行的設備重復利用方案、建設資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會、合理優(yōu)化我國現(xiàn)狀之不合理能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。

1．　立論依據(jù)

我國煤電裝機已達3.68億KW，且供電煤耗過大，雖2005年減少到每度380克標準煤，但比******高22.5%，預計到2010年國內(nèi)煤電裝機將達5億千瓦左右，煤炭消耗約13億噸，新增二氧化硫產(chǎn)生量560萬噸[1]，我國煤炭2000億噸可采儲量可供開采不滿100年[2]。按2020年我國GDP翻兩番的經(jīng)濟發(fā)展目標估計，我國一次能源總需求將增長到2020年的30～33億噸ce，我國發(fā)電裝機需提高到2020年的9.6億KW[3]。遠景能源出路在哪？大力提高水力發(fā)電開發(fā)程度無疑是緊急的，但其技術(shù)可開發(fā)量5.4億KW封頂，同時大規(guī)模開發(fā)太陽能、熱核聚變能技術(shù)尚未突破。煤源掘盡時將約有裝機20億～30億的煤電廠，把它們都廢棄嗎？不?。?！現(xiàn)在要進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，大約相當于2500噸煤或2000噸的石油燃燒時所釋放出的能量，世界上已探明的鈾儲量約490萬噸，釷儲量約275萬噸，我國鈾儲量超過10萬噸[4]，鄰國吉爾吉斯斯坦是世界主要產(chǎn)鈾國家[5]，這些裂變?nèi)剂献銐蚴褂玫骄圩兡軙r代。
    眾所周知，煤電廠由鍋爐、汽輪機、發(fā)電機、主變壓器及它們的附屬設備、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、發(fā)電機、主變壓器及它們的附屬設備、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、發(fā)電機、主變壓器及其附屬設備、控制系統(tǒng)能否通用？怎樣通用？當然控制系統(tǒng)的電子化、微機化，其通用性很強，只需在程序上做些“小手術(shù)”就可達標。
    進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，在可行的基礎上制定煤電、核電接軌方案，更新修改煤電、核電的設備生產(chǎn)標準，將來把燃煤鍋爐系統(tǒng)置換成相適型號的核島；汽輪機、發(fā)電機、變壓器及其各種設備技術(shù)進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，這對于尋找可行的設備重復利用方案、建設資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會、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、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題

    2．1．1．本項目的研究目標是：煤電怎么樣向核電轉(zhuǎn)型？拿出實現(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．本項目的研究內(nèi)容是：為什么說“煤電向核電逐步轉(zhuǎn)型，遠景形成水核共舞、核主水調(diào)的國內(nèi)互聯(lián)電力系統(tǒng)”是我國社會及國民經(jīng)濟發(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備把常規(guī)煤電廠改造為核電廠是否可行？怎么樣為將來煤電廠向核電廠轉(zhuǎn)型埋下伏案、留下錦囊？核電**嗎？1979年美國三里島、1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠事故會嚇倒我們嗎？先進壓水堆核電技術(shù)、超高溫氣冷堆核電技術(shù)、快中子增殖堆的核電技術(shù)、先進的核燃料循環(huán)技術(shù)等的研究進展如何？煤電廠鍋爐溫壓類別、等級，汽輪機、發(fā)電機、主變壓器及其附屬設備、監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)格、型號及控制要求有哪些？是什么？核電廠核島類別、規(guī)格及技術(shù)成熟度如何？現(xiàn)行核電廠汽輪機、發(fā)電機、主變壓器及它們的附屬設備、監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)格、型號及控制要求與煤電廠之有差異嗎？煤電廠之汽輪機、發(fā)電機、主變壓器及其附屬設備、監(jiān)控系統(tǒng)與同容同溫同壓核電廠之汽輪機、發(fā)電機、主變壓器及其附屬設備、監(jiān)控系統(tǒng)的通用性、通用度如何？欠缺通用性時又怎樣規(guī)范各同容同溫同壓發(fā)電設備標準系列？這既是一個技術(shù)初步研究問題，又是一個技術(shù)規(guī)范管理問題，還是一個電力發(fā)展戰(zhàn)略問題。
    2．1．3．要解決的關(guān)鍵問題是：煤電廠之汽輪機、發(fā)電機、主變壓器及其附屬設備、監(jiān)控系統(tǒng)與核電廠汽輪機、發(fā)電機、主變壓器及它們的附屬設備、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？須用何種類別規(guī)格的可控裂變核島置換各標準化系列化的燃煤鍋爐系統(tǒng)？當然核島的**回路如何與原煤電汽輪機接口以及核島如何在老廠房布置都在本項目研究范圍內(nèi)。

   2．2．本項目的物色與**之處

2．2．1．項目的物色

曾建言“大力提高我國水電開發(fā)程度，在本世紀末淘汰煤電、形成水核共舞的國內(nèi)互聯(lián)電力系統(tǒng)”。然而事實上水力發(fā)電由于技術(shù)可開發(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)量擔負電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻調(diào)相及事故備用任務，不能根本解決能源短缺問題。誰都知道原煤有儲量問題，終有枯竭之時，目前咬緊牙關(guān)大上煤電“短、平、快”項目，甚至規(guī)劃上馬“火電三峽”，這都是適應現(xiàn)代化建設能源急速增長需要的緊急措施。“淘汰煤電”乃成“冒天下之大不韙”之語，招致“千夫所指”，據(jù)了解湖南省電力系統(tǒng)職工有4萬，其中3萬屬發(fā)電集團大唐華銀，又其中大部分屬各火力發(fā)電廠，一退休職工說“淘汰煤電”的言詞會冤枉引起“公憤”，也許是有人誤會了“淘汰煤電”的意思，其實煤終有枯竭的**，是遲早問題。我們靜下心來認真對比一下煤發(fā)電與核發(fā)電的工作原理與各個設備之結(jié)構(gòu)差異，就會發(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藏的化學能轉(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，然后利用蒸汽推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電，從而化學能→熱能→電能。核電廠與煤電廠基本工作原理相同，發(fā)電設備仍為普通的汽輪機、發(fā)電機，也是從而化學能→熱能→電能，不同的是核電廠中用核反應堆（可控裂變核島）和蒸汽發(fā)生器替代煤電廠的鍋爐設備。看來，煤炭掘盡了還會有些出路，把常規(guī)煤電廠改造成為核電廠存在可行性，如得到論證，職工與大部分設備都可以保留，這不是很好嗎？當然，職工文化與設備技術(shù)進步繼續(xù)建設、與時俱進仍是必須的。

2．2．2．關(guān)于**的問題

本項目的意義不在于有沒有**，不在于簡單還是復雜，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，一種尊重國情、尊重客觀事實、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，一種用科學發(fā)展觀分析問題透出的曙光。只要路是對的，就不怕路遠！凝聚我國相關(guān)科技人員的智慧就一定可以達成目標。真心希望此想法變成現(xiàn)實，祖國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藏的化學能轉(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，然后利用蒸汽推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電，從而化學能→熱能→電能。核電廠與煤電廠基本原理相同，發(fā)電設備仍為普通的汽輪機、發(fā)電機，不同的是核電廠中用核反應堆（可控裂變核島）和蒸汽發(fā)生器替代煤電廠的鍋爐設備。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。
    研究應詳盡對比核電廠與煤電廠各個發(fā)電設備的結(jié)構(gòu)特點與控制要求，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)電設備的通用性、通用度；還會探索核電的**性。重點需要討論的是應建立多少可控裂變核島規(guī)范標準，使之與現(xiàn)行汽輪機、汽輪發(fā)電機、主變壓器成系列地配套，這是本項目的中心。為此，須調(diào)研我國全部煤電廠主要設備之主要技術(shù)參數(shù)，運用源頭統(tǒng)計法歸納出其中的規(guī)律，當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，以規(guī)范我國將來可控裂變核島研制的規(guī)模容量等級。

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)遠景乃至社會的廣泛關(guān)注，這不是純技術(shù)問題，可點明相關(guān)技術(shù)問題（例如現(xiàn)行汽輪機、汽輪發(fā)電機、主變壓器的系列化、標準化，研制可控裂變核島的技術(shù)標準等）的發(fā)展方向，具有宏觀導向的思想工作作用。

3．2．我們在盡*大可能竭盡水力發(fā)電的同時，應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，在本世紀末期形成水核共舞、核主水調(diào)的以三峽為地理中心的國內(nèi)互聯(lián)電力系統(tǒng)。*后祝愿太陽能、可控熱核聚變能大規(guī)模利用技術(shù)早日突破。

參考文獻：

[1]2005中國電力論壇．國家環(huán)?？偩指本珠L張力軍；

[2]國家煤炭地質(zhì)總局局長徐水師發(fā)言歸納；

[3]我國能源展望材料的總結(jié)；

[4]《我國能源發(fā)展戰(zhàn)略研究》．中國科學院資源環(huán)境科學信息中心；
[5]中亞五國概貌．中國經(jīng)濟時報。