南华早报：中国公布使用钍反应堆的全球最大核动力集装箱船！ 中国公布了一艘革命性货船的关键细节。这是一艘核动力船，能装载1.4万个标准集装箱。 真正让这艘船“颠覆性”的地方在于动力来源。它将使用基于钍的熔盐反应堆（TMSR），热功率200兆瓦。 这个功率水平与美国海军最先进的“海狼”级核攻击潜艇所用的S6W压水堆相当。 与依赖铀的传统核反应堆不同，后者需要庞大的冷却系统和高压安全壳。新的中国反应堆使用钍，这是一种更安全、更丰富、也更不易扩散的核燃料。 关键在于，这种反应堆不需要水来冷却，使其体积更小、更安静，且从设计上更安全。 如果能成功规模化部署，这项技术可能引发商船业的范式转变。 这艘船的概念在2023年首次披露，但技术细节很少。 钍反应堆核动力货船的蓝图，载箱量1.4万标箱。从左到右的标注依次为“电机推进”“布雷顿循环涡轮发电机组”“熔盐包MSR封装与屏蔽（含中间回路）”“应急电源，10兆瓦柴油发电机”。 10月15日，江南造船集团高级工程师胡可一在中文行业刊物《船与船艇》撰文，披露了关键参数，并解释了中国为何在海上选择钍基熔盐反应堆的战略考量。 胡可一称，反应堆产生的200兆瓦热量并不直接驱动船舶，而是驱动采用布雷顿循环的超临界二氧化碳（sCO2）发电机。这是一种将热能转化为电能效率远高于传统蒸汽轮机的热力过程。 布雷顿循环使用被压缩的气体，这里是二氧化碳，被加热到极高温度后经透平膨胀以发电。超临界二氧化碳同时表现出液体与气体的特性，使系统可紧凑且高效率。 该系统将产生50兆瓦电功率。足以让这艘巨型船只多年横跨大洋而无需补充燃料。为应急，船上还将配备一台10兆瓦级（MWe）柴油备用发电机。 关于核动力船，人们最大的担忧之一是堆芯熔毁或辐射泄漏。但文中称，这台以钍为燃料的固芯熔盐反应堆具有“本征安全性”。 反应堆在常压下运行，消除了高压失稳导致爆炸性压力积聚的风险。 堆芯运行温度约700摄氏度。但由于具有很强的负温度系数，温度上升会自然减缓反应，防止“失控”。 其设有两套被动余热移除系统。包括堆舱内的自然循环冷却系统，以及必要时可将熔盐安全排入屏蔽的被动冷却槽的紧急排放系统。 在最坏情况下，如果冷却失败，熔盐燃料会落入安全腔室并固化。这样能将放射性物质“锁住”，避免广泛污染。 此外，整个反应堆被设计为密封的模块化单元，设计寿命10年。到期后不是换料，而是整体更换堆模块，大幅降低泄漏或人为失误风险。 得益于高温运行与先进的sCO2发电循环，热电转换效率可达45%至50%。相比以蒸汽为工质的传统核反应堆约33%的效率，这是巨大的提升。 胡可一还透露，中国在探索其它核动力船型。包括采用铅铋冷却快堆的苏伊士型油轮，以及使用高温气冷堆的海上浮动核电站。 不过，与用于该集装箱船的钍熔盐反应堆相比，这些方案的功率会更低。 钍不仅更安全，也更丰富。中国拥有大量钍资源，尤其在内蒙古。仅一个矿山尾矿所含钍，就足以按当前能源消费水平为全国供电逾1000年。 美国早在20世纪60年代就于田纳西州的橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）建成首座钍堆。但项目因技术挑战而中止，其中包括氟化物熔盐对管道的腐蚀。 而中国持续推进，到2025年，中国在戈壁沙漠的钍基熔盐实验堆实现了长期稳定运行这一里程碑，为全球首例。更大规模、具发电能力的示范堆正在建设中。 尽管前景可观，挑战仍然巨大。胡可一写道，“核动力商船的资本成本预计将显著高于常规船舶”。 关键的财务与运营障碍包括，高昂的前期建造成本。因风险认知而难以获得私人融资，针对海上核事件的保险覆盖有限。以及反应堆维护、乏燃料处理、退役与专业船员培训等持续开支。 虽然核燃料本身廉价且价格稳定。胡可一指出，经济可行性取决于长期燃料节约能否抵消巨大的初始投资与运营复杂度。 他写道：“商船项目可能需要政府支持或担保。单靠私人公司无法承担如此庞大的建造与运营风险。”