关于进行“核岛置换锅炉变煤电厂为核电厂纲要草案”研究的建议

      来源：长沙理工

      [ 关键词] 核岛置换煤电厂核电厂

      [ 摘要] 本文初步指出了核岛置换锅炉变煤电厂为核电厂存在可能性，阐
述了该研究的重大意义，并提出了对此进行可行性研究的基本方法和基本内容。

      0.　引言：项目研究内容和意义简介

      我国目前发电装机已5 亿KW有多，其中火电约占73.7% ；水电24.6% ；核
电1.5%；风电等0.2%. 虽然我国煤炭探明储量居世界第二位，但2000亿吨可采储
量可供开采不满100 年，且煤电严重污染环境；而为适应国民经济翻番增长目标
不得不上“短、平、快”的煤电厂项目，甚至规划上马“火电三峡”，估计原煤
掘尽时将约有装机20亿～30亿的煤电厂，这些都废弃吗？不！！！考虑远景能源
出路，除发展新能源外，现在要进行核岛置换燃煤锅炉系统变煤电厂为核电厂的
可行性与技术纲要草案研究，还要制定煤电、核电可接轨的设备生产标准，将来
把燃煤锅炉系统置换成相适型号的核岛；汽轮机、发电机、变压器依然利用，把
常规煤电厂改造为核电厂。现行我国煤电厂、核电厂之汽轮机、发电机、变压器
及附属设备、控制系统有哪些规格、等级……，可以接轨通用吗？现在未雨绸缪，
对于寻找可行的设备重复利用方案、建设资源节约和环境友好型社会、合理优化
我国现状之不合理能源结构具有重要意义。

      1.　立论依据

      我国煤电装机已达3.68亿KW，且供电煤耗过大，虽2005年减少到每度380
克标准煤，但比国际先进水平高22.5% ，预计到2010年全国煤电装机将达5 亿千
瓦左右，煤炭消耗约13亿吨，新增二氧化硫产生量560 万吨[1] ，我国煤炭2000
亿吨可采储量可供开采不满100 年[2].按2020年我国GDP 翻两番的经济发展目标
估计，我国一次能源总需求将增长到2020年的30～33亿吨ce，我国发电装机需提
高到2020年的9.6 亿KW[3].远景能源出路在哪？大力提高水力发电开发程度无疑
是紧急的，但其技术可开发量5.4 亿KW封顶，同时大规模开发太阳能、热核聚变
能技术尚未突破。煤源掘尽时将约有装机20亿～30亿的煤电厂，把它们都废弃吗？
不！！！现在要进行核岛置换燃煤锅炉系统变煤电厂为核电厂的可行性研究，1
公斤的铀全部裂变所释放出的裂变能，大约相当于2500吨煤或2000吨的石油燃烧
时所释放出的能量，世界上已探明的铀储量约490 万吨，钍储量约275 万吨，我
国铀储量超过10万吨[4] ，邻国吉尔吉斯斯坦是世界主要产铀国家[5] ，这些裂
变燃料足够使用到聚变能时代。

      众所周知，煤电厂由锅炉、汽轮机、发电机、主变压器及它们的附属设备、
监控系统等组成；核电厂由可控核裂变装置（核岛）、汽轮机、发电机、主变压
器及它们的附属设备、监控系统等组成。变煤电厂为核电厂的关键是同容同温同
压情况下汽轮机、发电机、主变压器及其附属设备、控制系统能否通用？怎样通
用？当然控制系统的电子化、微机化，其通用性很强，只需在程序上做些“小手
术”就可达标。

      进行核岛置换燃煤锅炉系统变常规煤电厂为核电厂的可行性与技术纲要草
案研究，在可行的基础上制定煤电、核电接轨方案，更新修改煤电、核电的设备
生产标准，将来把燃煤锅炉系统置换成相适型号的核岛；汽轮机、发电机、变压
器及其各种设备技术进步方案与成果依然继续利用。保留一切可以保留、利用一
切可以利用的原有设备及其众多优秀技术方案把常规煤电厂改造为核电厂，这对
于寻找可行的设备重复利用方案、建设资源节约和环境友好型社会、合理转变能
源结构具有重要意义。

      2.　研究方案

      2.1.研究目标、研究内容和拟解决的关键问题

      2.1.1.本项目的研究目标是：煤电怎么样向核电转型？拿出实现核岛置换
锅炉燃煤系统变煤电厂为核电厂的技术纲要草案！

      2.1.2.本项目的研究内容是：为什么说“煤电向核电逐步转型，远景形成
水核共舞、核主水调的全国互联电力系统”是我国社会及国民经济发展的必然要
求？核岛置换煤电厂锅炉、资源节约地充分利用原有设备把常规煤电厂改造为核
电厂是否可行？怎么样为将来煤电厂向核电厂转型埋下伏案、留下锦囊？核电安
全吗？1979年美国三里岛、1986年前苏联切尔诺贝利核电厂事故会吓倒我们吗？
先进压水堆核电技术、超高温气冷堆核电技术、快中子增殖堆的核电技术、先进
的核燃料循环技术等的研究进展如何？煤电厂锅炉温压类别、等级，汽轮机、发
电机、主变压器及其附属设备、监控系统规格、型号及控制要求有哪些？是什么？
核电厂核岛类别、规格及技术成熟度如何？现行核电厂汽轮机、发电机、主变压
器及它们的附属设备、监控系统规格、型号及控制要求与煤电厂之有差异吗？煤
电厂之汽轮机、发电机、主变压器及其附属设备、监控系统与同容同温同压核电
厂之汽轮机、发电机、主变压器及其附属设备、监控系统的通用性、通用度如何？
欠缺通用性时又怎样规范各同容同温同压发电设备标准系列？这既是一个技术初
步研究问题，又是一个技术规范管理问题，还是一个电力发展战略问题。

      2.1.3.要解决的关键问题是：煤电厂之汽轮机、发电机、主变压器及其附
属设备、监控系统与核电厂汽轮机、发电机、主变压器及它们的附属设备、监控
系统在同容量同汽温同汽压情况下能否通用性、通用度如何？须用何种类别规格
的可控裂变核岛置换各标准化系列化的燃煤锅炉系统？当然核岛的第二回路如何
与原煤电汽轮机接口以及核岛如何在老厂房布置都在本项目研究范围内。

      2.2.本项目的物色与创新之处

      2.2.1.项目的物色

      曾建言“大力提高我国水电开发程度，在本世纪末淘汰煤电、形成水核共
舞的全国互联电力系统”。然而事实上水力发电由于技术可开发量5.4 亿KW就封
顶，水电只能缓解能源短缺并优化改善能源结构、高质量担负电网调峰调频调相
及事故备用任务，不能根本解决能源短缺问题。谁都知道原煤有储量问题，终有
枯竭之时，目前咬紧牙关大上煤电“短、平、快”项目，甚至规划上马“火电三
峡”，这都是适应现代化建设能源急速增长需要的紧急措施。“淘汰煤电”乃成
“冒天下之大不韪”之语，招致“千夫所指”，据了解湖南省电力系统职工有4
万，其中3 万属发电集团大唐华银，又其中大部分属各火力发电厂，一退休职工
说“淘汰煤电”的言词会冤枉引起“公愤”，也许是有人误会了“淘汰煤电”的
意思，其实煤终有枯竭的一天，是迟早问题。我们静下心来认真对比一下煤发电
与核发电的工作原理与各个设备之结构差异，就会发现存在曙光、存在两全其美
的方案。煤电厂是利用煤所蕴藏的化学能转变为电能，煤在锅炉中燃烧释放热能，
把水加热成一定温度和压力的蒸汽，然后利用蒸汽推动汽轮机旋转，带动发电机
发电，从而化学能→热能→电能。核电厂与煤电厂基本工作原理相同，发电设备
仍为普通的汽轮机、发电机，也是从而化学能→热能→电能，不同的是核电厂中
用核反应堆（可控裂变核岛）和蒸汽发生器替代煤电厂的锅炉设备。看来，煤炭
掘尽了还会有些出路，把常规煤电厂改造成为核电厂存在可行性，如得到论证，
职工与大部分设备都可以保留，这不是很好吗？当然，职工文化与设备技术进步
继续建设、与时俱进仍是必须的。

      2.2.2.关于创新的问题

      本项目的意义不在于有没有创新，不在于简单还是复杂，不在于科技含量
（不含核岛研制）有多高，而在于提出了一种思路，一种尊重国情、尊重客观事
实、继承传统又推陈出新的思路，在于从核电厂与煤电厂基本工作原理相同中看
到了一线曙光，一种用科学发展观分析问题透出的曙光。只要路是对的，就不怕
路远！凝聚我国相关科技人员的智慧就一定可以达成目标。真心希望此想法变成
现实，祖国大地煤电厂逐步更换“心脏”脱胎换骨成少“口粮”的核电厂。

      2.3.研究方法及可行性分析

      煤电厂是利用煤所蕴藏的化学能转变为电能，煤在锅炉中燃烧释放热能，
把水加热成一定温度和压力的蒸汽，然后利用蒸汽推动汽轮机旋转，带动发电机
发电，从而化学能→热能→电能。核电厂与煤电厂基本原理相同，发电设备仍为
普通的汽轮机、发电机，不同的是核电厂中用核反应堆（可控裂变核岛）和蒸汽
发生器替代煤电厂的锅炉设备。核岛置换锅炉思路的曙光源于核电厂与煤电厂基
本工作原理相同。

      研究应详尽对比核电厂与煤电厂各个发电设备的结构特点与控制要求，从
原理上探索核岛置换锅炉变煤电厂为核电厂的可行性，发电设备的通用性、通用
度；还会探索核电的安全性。重点需要讨论的是应建立多少可控裂变核岛规范标
准，使之与现行汽轮机、汽轮发电机、主变压器成系列地配套，这是本项目的中
心。为此，须调研我国全部煤电厂主要设备之主要技术参数，运用源头统计法归
纳出其中的规律，当然这一庞大工作必须精益求精，以确保结论的正确性，正确
的结论将作为建议提交有关部门，以规范我国将来可控裂变核岛研制的规模容量
等级。

      3.展望

      3.1.核岛置换锅炉变煤电厂为核电厂之思路可迎业内远景乃至社会的广泛
关注，这不是纯技术问题，可点明相关技术问题（例如现行汽轮机、汽轮发电机、
主变压器的系列化、标准化，研制可控裂变核岛的技术标准等）的发展方向，具
有宏观导向的思想工作作用。

      3.2.我们在尽最大可能竭尽水力发电的同时，应着手研究怎么把常规燃煤
火力发电厂改造成为“燃”铀核子裂变发电厂，逐步用水电主要是核电去替代日
益枯竭的煤电，在本世纪末期形成水核共舞、核主水调的以三峡为地理中心的全
国互联电力系统。最后祝愿太阳能、可控热核聚变能大规模利用技术早日突破。

      参考文献：

      [1]2005 中国电力论坛。国家环保总局副局长张力军；

      [2] 国家煤炭地质总局局长徐水师发言归纳；

      [3] 我国能源展望材料的总结；

      [4] 《我国能源发展战略研究》。中国科学院资源环境科学信息中心；[5]
中亚五国概貌。中国经济时报。