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游泳池式核反應堆怎樣實現供暖?

2021-01-12 17:01  來源:電網頭條  瀏覽:  

最近,受冷空氣影響,我國南方多地氣溫驟降,人們對取暖設備的需求急劇增長。

但和電熱暖器、暖風機、踢腳線取暖器等供暖措施相比,一些冬季寒冷潮濕地區的城鎮居民也急切盼望著集中供暖。

從傳統發電企業立場出發,燃煤熱電廠不再新建,到設計壽命期限的老電廠一律關停,導致北方各地基荷熱源缺乏。煤改電、煤改氣也需要考慮成本和資源的掣肘。

如果采用核電小堆(池式堆)供暖,不僅上述問題得以解決,原有的供暖管網繼續利用,而且可以騰出大片土地開發利用,具有較高的商業價值。

那么,池式堆是什么?它怎么實現供暖?

常壓低溫池式堆是常壓下運行的池式核反應堆,又稱為游泳池式核反應堆(簡稱池式堆)。自20世紀60年代開始,直至現在,美國、加拿大、德國、瑞士、瑞典、法國等許多發達國家都進行了池式堆的持續研究與開發。

20世紀80年代初,清華大學核研院就利用已建成的池式實驗堆(2MWt)進行了核研院生產區與生活區的冬季集中供暖試驗,取得成功。后來又推出了NHR殼式低溫核供熱堆,于1989年建成了5 兆瓦試驗堆,并成功運行。

但在隨后的三十多年中,無論是池式堆,還是殼式堆,都一直積極推廣,但是一直沒有示范工程落地。

池式堆在常壓、低于100℃的參數下運行,可以實現在任何事故工況下堆芯不會裸露,燃料元件不會燒毀,達到“無放射性擴散”的核安全目標,不需要廠外應急。整體而言,該堆型溫度低、壓力低(常壓),技術成熟,系統簡單,在極端事故工況下蓄水池容量大,反應堆芯浸泡其中可阻止堆芯融化,保證放射性物質的包容,具有固有安全特征,可直接進入商業應用。

近年來,在霧霾治理、碳減排的大背景下,核能供暖呼聲漸高。核工業領域多個單位都推出了核能供熱技術,主要應用是作為城市集中供熱的熱源,補充和部分替代燃煤鍋爐和燃煤的熱電聯供機組。

2017年11月28日,中國原子能科學研究院49-2池式堆改造完成,實現冬季供暖。同日,中核集團“燕龍”泳池式低溫供熱堆在京正式發布,標志我國在核能供熱技術領域又向前走了一大步,為探索城市區域清潔供暖提供了又一新的解決路徑。

有業內人士指出,在核能供暖事業推廣過程中,還存在著以下問題有待解決:

一是最大阻力在于地方政府及公眾接受度。

由于對核能知識的匱乏,以及日積月累的恐核心理,公眾對任何核設施的心理接受度都較低。提高公眾接受度是示范工程實施方案的一部分,需要地方政府積極接受并大力支持,同時配合做廠址周邊百姓工作。

二是行業內技術路線差異大,未能形成合力。

雖然技術路線豐富,但在目前商業示范堆尚未建成、核能供熱推廣的初期階段,科研、設計和市場推廣資源嚴重分散。用搞大型核電的觀念、思路和方法搞核能供暖小堆,不僅會讓地方政府和用戶挑花眼,而且也會增加審批難度,延長審批進度。

在氣候異常概率增加,供暖需求提升的當下,各大核電集團應形成合力,在需求迫切且廠址適合的地區,批量布局十個以上的池式堆核能供暖項目,引領上下游供應商形成標準化設計、標準化制造、標準化施工、標準化運營。

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