一、核能设计

1. 压水反应堆

使用超临界水作为冷却剂，提高发电效率

反应堆功率参考 movelUx，小型模块化反应堆，功率 3.5 mW（正在运行的核反应堆的最小功率），每年运行 6 个月，剩余电能利用锂离子电池储存。

应用一体化反应堆技术。反应堆模块由反应堆压力容器、直流蒸汽发生器、屏蔽泵、反应堆内部构件和一体化堆顶结构等组成，消除传统的主回路管道设计。

2. 核燃料获取

由于反应堆功率极小，可将 100 年所需的核燃料通过较小的体积空间携带。预计携带核燃料15公吨。

3. 核岛与常规岛设计

参考了“玲龙一号”设计

（1）使用非能动气冷安全系统，包括非能动应急堆芯冷却、非能动应急预热排出、非能动空冷安全壳、自动泄压、非能动可燃气体控制，降低自然、人为灾害的影响。

（2）设计低堆芯功率密度，大单位功率冷却剂装量，高热容量和热惯性，降低事故概率。

（3）使用模块式高效直流蒸汽发生器，减小散热损失，换热效率高。

（4）高度模块化，快速装配，适配性高

（5）设计寿命约 60 年，同时携带第二套模块，再在当地通过工厂生产组建模块用于不时之需。

（6）针对辐射事故标准建立半径约 500m 的安全区，保证放射性物质不直接危害居民。

（7）运用神经网络建立核反应堆模型并进行数据与实际状态的预测，提高精度和准确性。

（8）在冬季进行热电联供，启动另外的隔热水管道与住宅区、公共空间相连，提供大楼供暖。

（9）核岛布置

1：反应堆厂房

2：连接厂房

3：燃料厂房

4：发电厂房

5：核附属厂房

6：厂房入口

7：应急储能锂离子电池区柴油发电机厂房

8：附属储能锂离子电池区 & 柴油发电机厂房

9：核岛防火泵站

10：应急压缩机房

（10）人员安排：

5（项目管理）+ 2（技术总师）+ 5（设计师）+ 40（常规执勤、巡查、应对突发状况，换班）+ 8（早晚班，监控设备运作）= 60 人

二、光伏设计

1. 相关数据与计算：

（1）材料：GaAs 三结太阳能电池（参考 SpectroLab 公司 GaAs 三结太阳能电池）

（2）转化效率：32%

（3）年太阳辐射：1328 kWh/m²

（4）设定使用年限：30 年

（5）铺设面积：12500 m²

（6）年能量产出：1328kWh/m² * 12500m² * 32%（光伏效率）* 50%（综合效率）= 2656 MWh

光伏 ：1328 kWh/m² (12500 m²)：17.7%（数据来源：http://solargis.cn/imaps/#loc=31.498946,120.327759&c=32.082575,120.835876&z=8）

2. 铺设空间：楼房屋顶、风光一体式路灯以及“太阳能树”

3. 太阳能电池获取：除安装电池板外，携带 2 批电池板。不排除后续发展中生产其他太阳能电池的可能性。

三、风能设计

1.相关数据与计算

（1）材料：垂直轴风力发电机（参考 Liam F1 螺旋式风力发电机）

（2）风速（年平均风速）：

• 80m 处：4.77 m/s（准确数据，参考 Greenwich 网站的数据）
• 30m 处：4.145 m/s（由风速换算公式得出）
• 20m 处：3.912 m/s（由风速换算公式得出）
• 10m 处：3.54 m/s（由风速换算公式得出）

（3）架设体积：单台约 1.2 m³，共 1670 台，占 2000m³

（4）产出能量：1500 kWh/yr/台（平均年风速 5 m/s 环境中）（参考对于 Liam F1 螺旋式风力发电机的介绍。It generates an average of 1,500 kilowatt-hours of energy per year with a wind speed of 5 m/s.）结合本地数据，估计产出能量 650 kWh/yr/台。年总产出能量为 650 kWh/台 * 1670 台约 1000 MWh

（5）架设空间：建筑外围、风光一体式路灯、公园与绿化带

（6）预计使用年限：40yr

四、能源运输

• 铺设地下电缆线路运输直流、交流电。
• 应用“微电网”技术，采取分布式电源并网控制等手段，凭借计算中心进行电网的协调控制、优化管理、安全保护。
• 核电以交流电形式从核电站运输至需求侧与储能区。
• 光伏、风电（整流稳压后）直流短距离运输，就近供给。
• 核电站产热在冬季通过铺设的热水管道为住宅区、公共空间供暖。

五、储能区

1. 存储能量来源：核电站低功率难以长时间运行，故全功率运行 7 个半月（9 月下旬—4 月末），多余能量利用锂离子电池存储。

2. 锂离子电池相关数据、特点：

（1）能量密度：450 Wh/kg，1.15 kWh/L（参考 Amprius 锂离子电池单元）

（2）硅纳米线负极

（3）锂离子电池总体积：10000 m³（4 个半月常规运行能源存储 + 2 个月应急储备）

3. 储能单元

（1）以 40 尺标准集装箱为储能载体，将电池组、电池管理系统、监控系统、消防系统、配电系统集成于一体。

（2）应用空冷技术进行箱体散热，包括自然通风与机械式通风，合理排布电池模组利于散热

（3）针对可能发生的安全事故，在电池表面增加防护涂层，提高材料热稳定性与安全性。在箱体与箱体之间设置缓冲阻燃材料。

（4）主动预警监测，设置电池管理系统、光线光栅长安系统监测、定期超声波检测检查电池内部可能存在的缺陷并及时排查。

（5）应用气溶胶灭火剂，在热的作用下，通过反应生成如 Sr、K、Mg 气化金属离子或者失去电子的阳离子，通过化学抑制阻断链式反应。该制剂具有环境影响小、毒性低、不导电、残渣少等优点。

4.锂离子电池储能系统：锂离子电池的循环寿命约为 500-1000 次，在进行一定次数的充放电之后，电池容量逐渐下降。运用神经网络对锂离子电池的剩余寿命进行预测，分批更换性能衰减的锂离子电池；针对差异化性能的电池单体大规模集成的电池储能系统，建立动态可重构电池网络，解决传统电池网络“短板效应”，提高安全性与经济性。

六、常规能源维护

1. 常规能源维护团队：3（项目管理）+ 6（设计团队）+ 30（维护团队）= 39 人

2. 部署传感器、智能管理系统，遇事故第一时间处理。

七、废弃物处理

1. 核废料处理

对于中、低放射性核废料（受污染的零部件、废水等），固化处理后放入不锈钢桶内，运至处置库中。

对于高放射性核废料（乏燃料）参考法国欧安诺阿格乏燃料后处理厂对乏燃料的处理方式。所有的乏燃料在处理过程中，约96%（U：95%，Pu：1%）的材料可以循环利用，剩余 4% 的最终废物经煅烧，与玻璃一起熔融并浇筑于不锈钢密封容器中进行固化，贮存在专门的贮存建筑物内。

由匈牙利的保克什核电站核废料产出数据（年发电量 138 亿度，预计核电站全部寿命期间产生 3-4 万立方米的中、低放射性核废料，而高放射性核废料处理后的最终废物远少于中、低放射性核废料）估计，储存核废料的建筑空间极少，故将处理及储存建筑的体积包括在核能的空间中，不进行单独计算。

2. 废弃电池处理

对于电池容量下降到一定值以下的锂离子电池，将电芯及其他有价值的材料进行拆解回收，处理废液及其他废料。对于光伏效率下降到一定值一下的光伏电池板，回收玻璃、金属，处理其他废料。

参考资料：

• “玲龙一号”技术方案及示范工程进展：https://kns.cnki.net/KXReader/Detail?invoice=LdmXzooLlCLnRVU14VZsP6ZE55u03lLPKAfV6Gnaj7SpdUzToGpzWwcvPD0bTWkr4EMq29Vbs%2BIBO%2BgrzrWRY7TbmetKCqvNm%2FoGTnQR%2BPvqcTTePycB3zF0Ah6RBuN2J1BkdJpGXVSo4Vsu0yl7qYcT3Eu3EeAR48CUfO09KoQ%3D&DBCODE=CJFD&FileName=ZGHD201801011&TABLEName=cjfdlast2018&nonce=2991FB0EF8F444AEAC99EEDB73B3517A&uid=&TIMESTAMP=1664881911215
• 基于三维变分和神经网络算法的压水堆堆芯燃耗分布数据同化方法研究：https://kns.cnki.net/KXReader/Detail?invoice=ASDz9n%2BTCkUKetXUFFm9ezzqY7nvDGeCLCUqnLDHy7sEnuC4Vxm68EWLAbJ%2F82ECA%2BcPhWhXVSar6qSZSrMvzi1QZXec2Xoc86Klj5xLCeRsbylyUjr%2FHC2BhTzdUOlKWYUuvi3PGOffzAXZL1%2FNkrAUBBm5VwrGuwndCpaPjVU%3D&DBCODE=CJFD&FileName=YZJS202211017&TABLEName=cjfdauto&nonce=4957758A26644CC988D93AD8BD19AE02&uid=&TIMESTAMP=1670227043655
• 敏捷管理在玲龙一号核电项目管理中的探索：https://kns.cnki.net/KXReader/Detail?invoice=hNAcFZEceJynRC3BpPyle3gxEhZqfC7yoyMbKpfu6PeKXwxkoLnq%2BMePv0Vdv%2FbHVzIRVwbRNNVDFi%2F22LDIpq6hxvTgxZYT2PKUzKv7v6TdnHpxyDN6uzWId%2B38pNQrm6Cqp2X%2BVHEqlEtwj%2FHEnXPV6go%2BFjQtOT%2BTFs%2FwKLE%3D&DBCODE=CJFD&FileName=KJSJ202123072&TABLEName=cjfdlast2021&nonce=FE676D29E0E0481BB6182FD88033CF6A&uid=&TIMESTAMP=1666230550135
• SpectroLab 公司 GaAs 三结太阳能电池：https://www.spectrolab.com/photovoltaics.html
• Liam F1 螺旋式风力发电机：https://www.morethangreen.es/en/liam-f1-small-wind-turbine-for-urban-environments/
• 格林威治云平台：https://greenwich.envisioncn.com/web/greenwich-new/
• Amprius 锂离子电池单元：https://www.shangyexinzhi.com/article/5211861.html
• 锂离子电池储能系统安全技术发展现状：https://kns.cnki.net/KXReader/Detail?invoice=Ipn5SANx%2FUo8g9NNaoJyBiotNqabk2RuysIK47oxrrDJIO8UPrxMbNjO%2FgoDLxnfLiXenNlNk6vYlihCAhDw98OOD%2BQOb4WdMhlJZL0Zz7M7Te81PdDED%2FlAxuDunQaZFuw1UOcbI%2FmcA6xYYSAUjC6biUrTunCazM0qQL0yA9A%3D&DBCODE=CJFD&FileName=SYZW202211020&TABLEName=cjfdauto&nonce=73CB4508C054414AB5C4B18D2E614D13&uid=&TIMESTAMP=1670750367702
• 法国欧安诺阿格乏燃料后处理厂：https://www.orano.group/country/china/zh/our-stories/orano-la-hague#a-
• 匈牙利核电站放射性废料的处理：https://kns.cnki.net/KXReader/Detail?invoice=ByByHd3umB6rNjxKydml06S5LlerNhKXxgOGk9xRx0u%2BEvaTaaMfdAHGKQXEAejr4iazcNU5gdTguyLlwifGUtJQ1bsLh1F0OIkmIP6wDSIktsT2sUn%2FgxBmq4CuGwxyQknnLypUi90o29jMTGUqLNHEYuYY8amwGKdrV3ODUuE%3D&DBCODE=CJFD&FileName=QQKL199710017&TABLEName=cjfd9697&nonce=9D5363F463644AC1A42A627F3B8FD43C&uid=&TIMESTAMP=1670764421631