1968 年 7 月，美國陸軍將世界上第一座浮動核電站 Sturgis 派往巴拿馬運河，以幫助克服區域水力發電廠短缺的問題，該地區的水力發電廠短缺因嚴重干旱和運河區船舶交通量增加而惡化. 斯特吉斯(圖 1)配備了一個 45 MWth/10 MWe MH-IA 壓水反應堆 (PWR)——陸軍建造的最后一個反應堆，它一直運行到 1976 年，直到軍方將其從該地區撤出，比最初預期的時間長了五年，產生了 356 GWh。

1. 斯特吉斯號，一艘前二戰時期的自由艦，在20世紀60年代被改造成第一個浮動核電站。

雖然斯特吉斯號展示了浮動核電的關鍵屬性--包括可靠性和復原力--但它并沒有被輕易復制，盡管工業界做出了巨大的努力，如西屋公司20世紀70年代的 "海上電力系統 "計劃和公共服務電力和天然氣公司的4.6吉瓦大西洋核電站。但是，在全球迫切需要增加新的核電能力以應對現代電力挑戰的推動下，人們對浮動核電站的興趣似乎正在增強。

一個關鍵的賣點：靈活性

浮動核電站的關鍵賣點是固定的靈活性。行業觀察家認為，新興的設計可以加速既定的核電模式的轉變，今天的核電模式完全基于大型集中式工廠，轉向分布式發電，以滿足電力以外的多種能源消費需求，包括熱能、海水淡化以及氫氣和氨氣的生產。

此外，專家指出，核動力早已存在——甚至早于商業核工業——并且制造方法已經在商業造船廠大規模存在。而且，正如電力研究所 (EPRI)在最近的一份報告中指出的那樣，1970 年代的大西洋核電站也確立了監管先例。EPRI 指出：“作為這項工作的一部分，商業海上應用的環境和監管審查程序得到了實施和證明，達到了工廠制造的授權點。在整個 1970 年代，一家私營企業尋求對離岸電力系統提案進行州和聯邦監管審查，該提案要求在美國東海岸外建造多個工廠制造的浮式反應堆。” 在美國，監管審查“總體上是積極的，并產生了最終的環境聲明，其中包括建議頒發許可證，以便在專門建造的類似造船廠的設施中遠程建造核電站。

然而，今天，只有另外一個浮動核電站已經完成并部署。Rosatom的駁船式Akademik Lomonosov電廠，該核電站于2020年5月開始在西伯利亞北岸的偏遠礦區Pevek供電和供熱。該核電站包括沿海基礎設施和配備兩個35 MW KLT-40S 熱中子能譜 PWR的浮動發電廠裝置。

然而，更多的俄羅斯項目已經在醞釀之中。中國造船廠惠生重工于 2022 年 8 月在楚科奇自治區納格萊寧角附近開工建造了四個海上作業浮式工廠中的第一個。該項目預計到2027年停泊在俄羅斯北極地區，將有兩個Atomenergomash集團的RITM-200S壓水堆--合計105兆瓦--安裝在一個140米長的駁船上。

"這個項目對我們來說很特別，有幾個原因：Atomenergomash有史以來第一次將自己確立為最終產品--浮動動力裝置的供應商，我們從頭到尾都負責。第二，我可以說這是整個[浮動核電站機組]家族歷史的開始，具有完整的容量和用途范圍--北極和熱帶版本，"Atomenergomash公司總經理Andrey Nikipelov說。

在北美，NuScale Power和Prodigy Clean Energy(加拿大小型模塊化反應堆海洋發電廠的設計者)在2022年10月宣布了他們 "可運輸和基于海洋的小型模塊化反應堆(SMR)發電設施 "的新概念設計，該設計基于NuScale的陸上VOYGR發電廠產品。這一里程碑標志著兩家公司在2018年簽署的諒解備忘錄下的下一個關鍵步驟，即把 "一個有競爭力的北美SMR海洋設施推向市場"。

2. NuScale Power和Prodigy Clean Energy的海洋發電站的藝術演繹。

Prodigy公司表示，其SMR海洋電站(MPS，圖2)可以容納1至12個NuScale電力模塊，總輸出功率為924兆瓦。它補充說："與陸地部署相比，使用Prodigy公司的技術部署NuScale VOYGR SMR電站的好處首先是在船廠制造和裝備整個海洋設施，實現快速交付。

"進一步的優勢包括大幅減少資本支出;加快項目進度;最大限度地減少現場準備;減少環境影響;釋放項目融資結構，這通常是傳統現場建造的核電站所不具備的;以及簡化和加快退役和現場恢復。海洋設施的設計是標準化的，可以在各種場地部署，并可進行批量制造"。

浮動熔鹽反應堆平臺

駁船式先進反應堆概念的開發也在加快，主要是在亞洲。2022年12月，認證機構和核電技術開發商必維國際檢驗集團(BV)宣布，它與ThorCon公司簽訂了一項協議，對在印度尼西亞運營的500兆瓦熔鹽核電駁船進行技術鑒定和 "后續開發"。

該概念將一個熔鹽發電廠整合到一個浮動的駁船船體中，該船將被拖到一個淺水區，然后壓載到海床上。BV說："來自必維國際檢驗集團核認證部門和海洋與離岸部門的專家將在整個過程中進行合作，一個關鍵的工作領域將是確定適用的標準、規范和等級規則，與目前可用的標準、規范和規則的潛在差距，并在必要時制定新的指導說明和規則。"

BV預計，技術鑒定過程將至少需要三年時間。如果成功，部署階段將需要另外兩年時間。ThorCon公司將把東南亞作為其第四代先進核電設計的主要市場，對于該公司來說，技術鑒定標志著一個重要步驟。該公司說，它已經與印度尼西亞邦加-比利通省、印度尼西亞國家電力公司PLN和該國核能監管機構BAPETEN就示范和最終安裝500兆瓦電廠的潛在地點進行了討論。與目前的核反應堆不同，ThorCon反應堆在低壓下運行并使用液體燃料。它說："液體燃料使工作溫度高得多，導致更高的效率，同時也實現了完全的被動安全(不需要操作者的行動，也不需要對電源進行干預以停止反應)。”

另一個分別取得類似進展的浮動核液體燃料概念是由韓國三星重工(SHI)和丹麥技術公司Seaborg Technologies帶頭提出的。1月初，三星重工報告說它的緊湊型熔鹽反應堆(CMSR)動力駁船獲得了美國船級社的原則批準(AIP)。美國船級社的AIP標志著技術鑒定過程中的一個重要里程碑，該過程由全球船級社和技術咨詢服務提供商監督，主要是確認擬議的早期概念符合所需的行業規范和標準。

3. 丹麥公司Seaborg已與三星重工合作開發緊湊型熔鹽反應堆(CMSR)動力駁船。

Seaborg在2017年推出的CMSR概念(圖3)是一個250兆瓦時/100兆瓦的熔鹽反應堆，設計用于模塊化浮動核電駁船。該概念源于Seaborg的第一個反應堆設計工作，即熔鹽熱廢爐(MSTW)，這是一個陸地上的270兆瓦時/115兆瓦時的熔融氟化鹽反應堆，它具有石墨慢化劑。

Seaborg解釋說："在這些反應堆中，熔鹽既是液體核燃料，也是在閉環初級系統中持續循環的冷卻劑，在大氣壓或接近大氣壓下運行。反應堆堆芯是由燃料/冷卻劑管道陣列形成的，這些管道穿過反應堆容器內的慢化劑。”

然而，CMSR使用了一種 "專有的液體慢化劑，使反應堆堆芯的尺寸約為具有可比功率等級的石墨慢化劑堆芯的1/8，如MSTW"。Seaborg指出，這種規模非常適合于海洋應用，但這種設計固有的安全和加油功能也很適合。熔鹽反應堆的設計是通過定期調整熔融燃料/冷卻劑中的濃縮氟化鈾鹽的數量來進行在線加油，以維持近期的電力運行。在緊急情況下，整個庫存的熔融燃料/冷卻劑可以從主系統排入反應堆下的臨界安全排水槽，相反，民用船用壓水堆包含足夠的濃縮鈾，以維持在兩次加油之間持續數年至十年的運行周期。海上壓水堆的嚴重事故現象可能包括反應堆堆芯中的氫氣生成(來自熱鋯水反應)和堆芯熔化。這些事故現象不可能發生在CMSR中。

Seaborg的概念被設計為安裝在一個平底的、無推進力的駁船上，由至少三個模塊部分組成：船頭、容納兩到八個CMSR的動力模塊和 "住宿/控制部分"。2022年4月，Seaborg與SHI建立了重要的合作關系，制造和銷售 "可停泊在工業港口并連接到陸上電網的 "交鑰匙電站。這些合作伙伴還發起了一項努力，開發由CMSR提供動力的氫氣生產和合成氨工廠。然而，他們指出，這些裝置的設計 "將被優化，以便在SHI的船廠進行有效的系列建造"。

作為一個模塊化的浮動發電廠設計，CMSR可以在24年的使用壽命內向電力緊張的發展中國家提供高達800兆瓦的電力。該公司聲稱："選址和設施限制相對較少，施工期短至兩年左右，而且成本低。目前，SHI計劃在完成所有發電設施的詳細設計后，于2028年實現CMSR動力駁船的商業化。”它指出，系列化生產可能在2030年開始。這兩家公司承認，鑒于缺乏成熟的法規來充分解決新型海洋反應堆設計的核安全問題，這個時間表可能是樂觀的。