「原子力」はどのようにして「蒸気」を生み出すのでしょうか?

サイエンスタイムズ記者 ジ・チュンホン

黄海の曲がりくねった海岸線には、長さ約23キロメートルの特別なパイプラインがあります。その一端は原子力発電所に接続され、他端は石油化学基地に接続されています。原子力エネルギーから変換されたクリーンな蒸気を石油化学工場内の各種生産ラインへ連続的に輸送します。

2024年6月19日、江蘇省連雲港市の天湾原子力発電所で、国内初の産業用原子力蒸気供給実証プロジェクト「合旗1号」が無事に稼働を開始した。毎時600トンの容量を持つこの専用蒸気供給ラインは、毎年基地に480万トンの産業用蒸気を供給することができます。現在までに「鶴奇1号」は100万トン以上のクリーン蒸気を外部に供給している。

工業用蒸気はどのように生成されるのでしょうか? 「沸騰したお湯」と「自己発熱ポット」を組み合わせたようなものと言えます。原子力発電所の発電原理は実は水を沸騰させるのと同じです。水を加熱して蒸気にし、その蒸気でタービンを回して電気を生み出します。原子力蒸気供給の原理は、鍋を温めるのと全く同じです。 「沸騰したお湯」は「火鍋」の加熱パックに相当し、「火鍋」の中の食べ物は海水を淡水化した脱塩水に相当します。加熱パックは熱を発生させ、上の鍋の中の食べ物を加熱しますが、両者は接触せず、加熱パックが鍋を汚すことはありません。 「合旗1号」は天湾原子力発電所3号機と4号機の二次回路蒸気を熱源として利用し、独立したパイプライン網を通じて1.8MPa、248℃の蒸気を連雲港石油化学工業基地に送ります。

原子力発電所自体には 4 つの安全バリアが備わっており、これにより、原子炉蒸気供給源からの清潔さと安全性が確保されます。原子力発電所と石油化学基地の間の蒸気供給システムでは、水や蒸気の物質交換がなく、熱交換のみが行われるため、原子力蒸気供給がクリーンで安全、信頼性が高く、放射線フリーであることがさらに保証されます。

従来の石炭火力発電と比較して、原子力エネルギーは蒸気生産における炭素排出量を大幅に削減します。ウラン235 1キログラムの核分裂によって発生する熱は標準石炭2,700トンに相当し、標準石炭1トンから5.5～8トンの蒸気を生成できると推定されています。これは、「鶴奇1号」の年間蒸気供給により、石油化学基地の標準石炭約40万トンの消費を削減できることを意味し、これは二酸化炭素排出量を107万トン削減することに相当し、これは2,900ヘクタールの追加植林面積に相当する。