我國高冰級船舶的建造情況
目前,我們建設具有破冰能力的核動力船舶或核動力綜合保障平臺具備一定的基礎和積累。 我國擁有極地船舶訂單全球占比較高,在中小型極地船舶建設領域,我國船舶企業(yè)市場占有量較大。在高冰級船舶領域,近年來,我國也接到了十多艘高冰級極地船舶訂單。國內近年來已完成多冰級(PC5-PC3)、多類型(多用途船、甲板駁、油船、破冰船等)極地船型的研發(fā)、設計及制造,已基本具備中高冰級以下的極地船型研發(fā)的能力。
同時我國也積極參與北極航道的運營,中遠海運集團的商業(yè)航行為北極東北航道常態(tài)化運行積累了豐富的經驗。 自從2013年中國“永盛”號輪船首次出航東北航道以來,中遠海運集團的10艘船舶共進行了14次東北航道的航行任務,累計節(jié)省航行里程約67 390海里,節(jié)約燃油約6 948噸,為北極航線的開發(fā)利用和中國航運業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻。從2007—2017年的冰級船舶建造運營情況來看,這期間全世界共建造了5000噸級以上船舶2 819艘,我國廠家建造了1 664艘,約占59%。但采用我國主機的船舶為740艘,僅占所統(tǒng)計全球冰級船舶的26%,不到我國所造船舶的一半,即使是在我國造的冰級船舶,也只有44.3%的船舶使用了中國造的主機,因此總體上我國冰級船舶建造的技術水平和科研水平還有待提高。
除此之外,中國僅有兩艘具有破冰能力的極地破冰船, 分別是破冰等級為PC6級的“雪龍”號和PC3級的“雪龍2”號,但都是常規(guī)破冰船,與核動力綜合保障平臺建造的愿景還相距甚遠,無法滿足日益增長的極地科學研究和戰(zhàn)略發(fā)展的需求,因此發(fā)展和提高各類極地船舶的自主設計能力刻不容緩。
極地重型破冰船是我國下一階段船舶研發(fā)的重中之重。 極地重型破冰船可在北極海域維持一年四季的常態(tài)化運營,滿足我國在極地地區(qū)航行的需求。因此,與重型破冰船相關的配套設備技術研發(fā)和人才團隊建設十分重要,也應成為我國相關研究部門、企業(yè)和高校未來的研究和建設重點。
我國核動力儲備的現狀
為做好核動力平臺技術前期儲備,2014年9月23日,國家能源海洋核動力平臺技術研發(fā)中心在719所成立,該中心是集海洋核能開發(fā)、海洋工程裝備制造、工程成套和運行為一體的國家級海洋核能研發(fā)基地。作為國內首個國家級海洋核動力平臺技術研發(fā)機構,該平臺彌補了我國民用核動力船舶領域的技術缺失。2015年國家發(fā)改委對海洋核動力平臺示范工程項目建設給出了指導性意見,支持中國船舶重工集團在原有船舶核動力技術的基礎上,完善工程技術方案,加快推進HHP25軍轉民示范工程項目建設。國家將中廣核集團的ACPR50S實驗堆納入能源科技創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃。加快推進ACPR50S研發(fā)設計和關鍵設備研制,開展實驗堆建設,同時進行海洋環(huán)境適應性和電網適應性分析,盡快優(yōu)化工程技術方案,以滿足海洋核動力平臺對反應堆多元化發(fā)展的需要。這標志我國海核領域發(fā)展進入國家戰(zhàn)略規(guī)劃和快速發(fā)展階段。
2017年,為促進海洋核動力裝備產業(yè)化,中核海洋核動力發(fā)展有限公司在上海成立。2018年,中核為核動力破冰綜合保障船項目公開招標。該項目的目標是在我國現有的造船技術和經驗的基礎上,建造我國第一艘破冰綜合保障船,該船將具備破冰、開辟航道、電力供應、海上物資補給以及北極救援等一系列功能,同時在北極科考方面也有巨大的價值。目前,我國在建造核動力綜合保障平臺(船)上具備一定的技術積累和優(yōu)勢。中核集團的小堆技術是有60多年核電建造、運營管理經驗自主研發(fā)的新型核能綜合利用技術,具有零污染、零排放、宜退役、選址靈活的特點,技術上可以做到取消場外應急,固有安全性高。譜系化的小堆技術包括ACP10S、ACP25S、ACP100S等不同功率規(guī)模的浮動式核電站堆型,并可在此基礎上進行單雙堆組合,實現不同功率規(guī)模集成的浮動式核電站。目前我國的核動力系統(tǒng)都屬于三代小堆。未來不久國家能源管理部門將批準開工,將核反應堆安置上船,進行進一步應用。
但是我國建造核動力綜合保障平臺也有很多技術難點。 船舶與核動力裝置之間的設計是首先需要攻克的技術難關,例如配備核反應堆的數量,以及核反應堆的大小選擇。其次,擁有核反應堆的船艙布置和原本的柴油船艙不同,給核反應堆提供保障的相關設備也會大有不同,這就需要我國在相關設備的研制和開發(fā)上投入大量的人力與物力,同時也要確保相關設備的標準符合船級社的規(guī)范。