美国核能研究中心是大疆能源(INFINITE POWER CO., LTD)旗下致力于美国核能政策和技术战略研究的智囊机构。中心的核心任务是通过研究美国政府机构在核能开发方面的政策响应、政府及核工业界在核能开发方面的技术准备状态，从而在政策和技术的宏观层面把握美国的核能开发战略布局。

近日网上掀起了有关“负荷跟踪”这个概念的热烈讨论，何谓“负荷跟踪”呢?简单地说就是发电功率输出与变化的需求匹配。有传言说核电站不能实现负荷跟踪;然而随着低温室气体排放能源的蓬勃发展，核电站必须打破不可实现负荷跟踪这个传言。 

有人会即刻追问：“不是说核电站最好用于基负荷吗?”这确实是个好问题。基负荷可以被看作是电网需求的最低限度。相比于其他能源，核电建设成本相对较高，但是运行成本却较低，因而常用于基负荷。核电站为公用事业提供稳定的电功率输出，稳定的经济收入，其燃料成本低廉可控，并不随市场的快速变化或波动。

然而，当今能源市场日新月异。我们现在需要考虑小型模块化反应堆(SMR)可能脱网运行，这时其功率输出需要实时匹配负荷需求，而不再是作为大型电网的基负荷。随着高温室气体排放能源的逐渐退出市场，核能将在混合能源结构中占很大一部分，在这种新式混合能源结构中，负荷跟踪将显得尤为重要。 

从公共事业的角度来看，将当前运行的大型商用核电站运行在符合跟踪模式下并无任何经济性可言。因为无论是运行在30%满功率还是100%满功率所需的劳动力成本一样，如果再考虑上其他运行因素，负荷跟踪模式下的成本将远高于基负荷下的成本。这仅仅是一个方面。由于可再生能源有非常显著的间歇性，但我们不得不承认它仍然是目前的热点，如果核能要与可再生能源兼容，实现负荷跟踪能力将非常重要。 

例如美国第一座大型商用核电站希平港原子能电站，该核电站的设计在正常功率运行范围内不仅能够负荷跟踪，还能实现远程负荷调度(电站最初设计是265MW热功率、60MW电功率，热功率在20MW以上均可算做正常运行范围)。在自动控制模式下，该核电站能够适应以下三种热功率的变化模式：(1)+15MW或-12MW的阶梯变化;(2)以3MW每秒的速度实现±15 MW的斜坡变化;(3)以0.417MW每秒的速度实现±20 MW的斜坡变化。 

虽然现在不主张通过远程调度来控制反应堆功率水平，但是这可以实现功率的变化却是事实。我们再来看看其它在役核电站的数据，尤其是在变功率方面，再与新建的AP1000核电站发布的相关数据作比较。 

西屋公司压水堆 

其设计在上世80年代完成，能够在15%额定功率-100%额定功率范围内自动实现周期性负荷变化跟踪，与公用事业负荷周期性变化需求一致。此类型压水堆能够实现10%额定功率的阶梯变化或5%额定功率/分钟的斜坡变化。如果需要，还能按12-3-6-3的日负荷周期运行，即12小时运行在满功率下，然后通过3小时的降功率，在50%额定功率下运行6小时，再逐渐升功率，3小时候再次以满功率运行。而且，该型反应堆还能实现高达50%额定功率的甩负荷运行而无需停堆;实现全额甩负荷运行但反应堆需要停堆;如果全额甩负荷运行且不停堆，则需要额外的蒸汽热阱。反应堆负荷跟踪是通过调节主回路冷却剂硼浓度和控制棒实现的。 

燃烧工程公司压水堆(CE-PWR) 

数据显示，对于CE早期的核电站(如Palisades核电站)设计准则中，包含了10%额定功率阶梯变化或5%额定功率/分钟斜坡变化。

Babcock & Wilcox PWR 

B&W公司设计的大型商用核电站在20%-90%额定功率范围内能够实现10%额定功率的阶梯变化，或10%额定功率/分钟的斜坡变化;在90%额定功率以上可以实现5%额定功率/分钟的斜坡变化;在没有蒸汽热阱的情况下，减负荷速率与增负荷速率一样;在有额外的蒸汽热阱时，能够实现40%额定功率的阶梯变化。通过B&W公司的文件发现，汽轮机旁路系统和安全阀能够允许100%甩负荷运行，而无需汽轮机和反应堆停机。 

GE BWR 

数据显示，该公司后期设计的沸水堆(BWR/6)能够借助流量控制再循环自动实现高达25%额定功率的变化幅度，而无需控制棒操作，这为BWR提供了自动负荷跟踪的能力。

我们由此可以看到，这些核电站均有不同程度的负荷变化体系。同时也需要意识到，除非该地区出现风暴，电网系统负载一般情况下不会出现大范围变化。而对于新式核电站，这又如何呢? 

西屋公司AP1000 

该类型核电站拥有如下负荷变化能力：在25%-100%额定功率范围内实现±10%额定功率的阶梯变化，而无需反应堆停堆或蒸汽热阱投入使用。同时还能实现100%额定功率甩负荷运行而无需反应堆停堆和稳压器、蒸汽发生器安全阀动作。

通过西屋公司SMR网站了解到，其SMR设计同样具备了相似的负荷跟踪性能。

此外，其竞争对手Generation mPower SMR同样也设计了负荷跟踪能力。“原子能评论”曾就mPower SMR对Generation mPower公司Matt Miles作过采访，Matt Miles提到：通常核电站用于基负荷，而我们的核电站设计更加独立，甚至是脱网运行，能够实现负荷跟踪，以利于我们的核电站部署。

我们可以看到，对于轻水冷却和慢化的核电站，无论是PWR 还是BRW，无论是大型商用核电站还是小型模块化反应堆核电站，都能够调节功率以匹配电网系统的需求变化。同时数十年的实际运行经验也证实了该技术。而现代，基于各种因素的考虑，大型商用核电站没有用于负荷跟踪，但并不是说技术上存在固有困难;此外，普遍认为SMR将扮演负荷跟踪的角色。我希望本文能够消除对轻水冷却、慢化的反应堆不能实现负荷跟踪的误解。我们也应该认识到，新时代可再生能源将会扮演重要角色，核电站要参与角逐，将不得不再次认真考虑这项技术。