Балхаш АЭС-інің салқындату мұнаралары — миллион текше метр суға бағаланған техникалық деталь

在哈萨克斯坦讨论首座核电站的工期与造价之际，工程师们正在解决一个关乎整个湖泊命运的问题：采用何种方式冷却反应堆。这里讨论的不是核安全问题，而是普通的冒着蒸汽的巨型塔——冷却塔，其类型将决定该电站将从巴尔喀什湖取用多少水。"湿式"与"干式"方案之间的差异，每年可达数千万立方米。

核心摘要

• 配备VVER-1200反应堆、总装机容量为2.4吉瓦的"巴尔喀什"核电站计划于2035-2036年投产。
• 冷凝器冷却方案考虑采用湿式或干式冷却塔——尚未做出选择。
• 采用湿式冷却塔时，因蒸发造成的不可恢复的水损失每年约为6000万立方米。
• 与此同时，在法国专家的参与下，正在制定巴尔喀什湖生态系统保护总体规划，该文件预计于2026年底前完成。

常被误认为烟囱的塔

那些喷吐着白色云团的巨型混凝土结构，常被误认为是烟囱，尽管其内部并无燃烧。白色羽流是暖湿空气冷却时形成的水蒸气。这种现代双曲面形状的塔楼早在1918年便由荷兰工程师弗雷德里克·范·伊特尔森设计而成：中部收窄的设计使得墙体可以在不损失强度及抗风稳定性的前提下变得更薄。正是这项百年技术，构成了目前正在为哈萨克斯坦首座核电站设计的冷却系统的基础。

核反应堆如何冷却

计划安装在"巴尔喀什"核电站的VVER-1200反应堆有两个回路。第一个回路将热量从堆芯传递至蒸汽发生器，并与外界环境完全隔离。在第二个回路中，水转化为蒸汽驱动涡轮机，随后该蒸汽需在冷凝器中冷却——此时便需要来自湖泊的外部水。实质上，该方案遵循了普通塔式蒸发冷却塔的原理：加热后的水在填料上方喷洒，部分水蒸发带走热量，暖湿空气通过塔顶上升，在出口处形成我们所见的白色云团。

巴尔喀什湖的湿式与干式方案选择

该电站的设计预算文件尚未完成，湿式与干式冷却塔的选择仍悬而未决。哈萨克斯坦原子能机构副主席阿塞特·马哈姆别托夫确认，参与冷却的水物理上不与放射性回路接触，不可能受到污染。但电站的取水量恰恰取决于冷却塔的类型。湿式方案更便宜、更简单，但会因蒸发造成不可恢复的水损失。干式冷却塔的工作原理几乎类似于汽车散热器——水流经管道，通过管壁散热，几乎不消耗水，但该系统成本更高，并可能增加项目的最终成本，而该项目估价已达165亿美元。

准备向湖泊"归还"多少水

如果两个机组选择湿式冷却塔，不可恢复的水损失每年约为6000万立方米——这些水将通过蒸发进入大气，不再返回湖泊。作为对比，世界最大规模的冷却塔位于中国呼和浩特，高228米，底部直径197米——如此规模的设施能够通过相当量的水和空气。对于巴尔喀什湖而言，其水平衡已承受气候变化及来自中国境内的跨界径流压力，即便是数千万立方米的水量也成为需要单独计算的项目，而非项目的附带细节。

建设期间谁在同步监测湖泊

在工程师选择冷却类型的同时，另一组专家正与法国开发署及法国地质与矿产研究局合作，共同制定巴尔喀什湖生态系统保护总体规划。专家们已评估了该湖流域的农业状况、水文情况、冰川融水贡献以及地表水与地下水的相互作用。这份将成为该地区水资源长期决策科学依据的最终文件，计划于2026年底前完成——早于计划于2029年浇筑的首个机组混凝土。

节水技术已然存在

世界各地的工程师都在寻找减少冷却塔水损失的方法。麻省理工学院的研究人员提出利用电场从蒸汽中收集水分：给微小水滴带上电荷，使其被金属网吸引并流回储水器。对于水资源短缺的哈萨克斯坦南部和东南部地区而言，此类技术并非抽象的创新，而是未来核电站采用更温和冷却方案的潜在论据。

作者结论

为"巴尔喀什"核电站选择湿式还是干式冷却塔，是一个将远远超出工程文件范畴的决定。它将决定已处于国际专家监测下的巴尔喀什湖的水平衡在未来几十年内能否保持稳定，抑或核能将为该湖增加一项新的水消耗条目。最终方案将随着设计工作的推进而揭晓，但现已明确：哈萨克斯坦南部的每千瓦时电价，不仅将以金钱衡量，还将以立方米计算。