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2013.02.19船舶核动力装置
船舶核动力装置
0.引言
各国政府正通过IMO向航运业施压,希望到2050年实现减排30%的目标,同时,控制二氧化碳排放的公约也有望在未来几年里出台。在这种形势下,航运业应用核能将成为热点话题。但作为进程的一部分,各国政府不得不考虑如何解决船舶改用核动力后的相关问题,如核废料处理、无毒船舶保养成本、高素质船员是否够用等。船东也将面对完全不同的操作系统,其动力和推进系统要求专业知识和更高的安全标准。2007年10月,国际科学院委员会(IAC)发表了《未来之路:向可持续能源迈进》和中国科学院(CAS)发表了《应对挑战––构建可持续能源体系》,这两份报告建议:远期到2050年前后,我国总体能源供给结构上对化石能源的依赖度降低到60%以下,可再生能源和核能成为主导能源。从报告来看,国家对于发展核能是持肯定态度的,而民用核动力船舶的开发作为核能综合利用的一个方面,同样具有发展前景。同时,民用核动力船舶的经济性、技术可行性以及安全性方面的问题备受关注。海事部门属于中央直属的行政职能部门,可以很好的做到垂直的管理,拥有大批高水平的管理执法人员,建造并使用一艘高技术含量的核动力执法船具备成熟的条件。
1.核能船舶的发展状况
发展民用核动力船舶,对我国船舶行业而言是一个崭新的课题,但是纵观世界船舶发展史,可以发现已经有若干国家在此方面迈出了第一步。
美国“萨娃娜”号于1962年建成,在其商务部海运局的支持下进行商业运营。该船于1964年5月开始进行国际航海,停靠了欧洲14个国家的16个港口。到1965年8月,在达到对核动力民用商船的建造目的后,改为货船投入航行,并得到政府的运营补贴,在欧洲航线航行。1976年6月抵达韩国、台湾、菲律宾等远东地区。1968年9月进行核燃料的换料,又相继投入商业航行,1970年宣布退役。
德国矿石运输船“奥托汉”号于1968年月12月建成。1969年3月到11月在围绕英国一周以及在南太平洋(赤道附近)、北极海、西太平洋(西印度群岛)进行了实验航海。从1970年2月开始投入商业航海,运输摩洛哥的磷矿石、伊朗的铬矿石、阿根廷的谷物货物等。在此期间,在国外访问了22个国家的33个港口,到1979年2月停运,航行了约60万海里(111万公里)。
日本“陆奥”号在1974年8月28日开始的功率提升试验过程中发生了放射性泄漏事故。其后对反应堆屏蔽进行改造及安全总检查,并改变了用途,作为核动力实验船重新进行了功率提升试验。1991年在北太平洋海面上进行了4次实验航海,1995年完成退役工程。 俄罗斯共建成了9艘核动力破冰船,即列宁号(Lenin)、阿尔库奇卡号(Arctica)、西伯利亚号(Sibir)、俄罗斯号(Rossiya)、塞布摩尔卜奇号(集装箱破冰船)(Sevmorput)、泰米尔号(河流破冰船)(Taimyr)、苏维埃斯克号(Sovetsky·Soyuz)、瓦伊加奇号(河流破冰船)(Vaigachi)以及亚马尔号(Yamal)。其中,列宁号已退役,乌拉尔号(Ural)下水后,基于当时的石油价格造成的经济成本原因,建造中断。目前正在服役的有8艘,计划建造的破冰船有2艘,即超级号破冰船(Super Icebreaker,破冰能力在3.5m以上)和佩贝克(Pevek)号破冰船。
从以上民用核动力船舶的运营状况可以看出:所建成的核动力船舶除了日本“陆奥”号没有进行航运营运外,其余船舶全部投入了实际的商业运营,并且期间并未因核动力装置的技术问题导致重大的海事事故。就其整个运行期的数据而言,美国“萨娃娜”号和德国“奥托汉”号均有到国外港口停靠的记录,而上述被抵达港也对上述核动力商船的停靠采取了接纳态度。事实上,日本“陆奥”号所发生的放射性事故并不是很严重,在技术上完全处于可控范围内,只是因为亲历核灾难的日本国民对核事故极度敏感,才最终导致了该船的夭折。
可以说,早期核动力商船在技术上已经是成熟的,运营上也是成功的。至于“奥托汉”号后来换为常规柴油机动力装置,主要是由于当时的油价偏低,从当时的运营成本上比较,核动力不具有压倒性的优势。如国际原油市场震荡,再次出现上世纪70年代席卷全球的石油危机事件,而相对的国际铀价又在相当长的时期里趋于稳定,则核动力商船的经济优势无疑将凸显出来。
2.经济性及技术可行性
核能在利用时,其所表现出的能量优势十分显著。据计算,1公斤可裂变物质铀完全分裂所产生的能量,相当于2100吨燃油充分燃烧后所得到的能量。这也就是说,核燃料所包含的能量,大体相当于本身重量210万倍的燃油
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