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低温供热堆技术成熟经济可行
“从核能供热技术看,泳池式低温供热堆比较有代表性,有望得到优先运用。”王献庭解释说,泳池式低温供热堆是将反应堆产生的热量通过两级换热,传递给供热回路系统,供热回路系统与热网连接,将热量输送千家万户。这种反应堆将堆芯放在一个常压水池的深处,利用水层的静压力提高堆芯出口水温,使堆芯出口水温超过90摄氏度,以满足城市供热的温度要求。它结构简单,主要包括反应堆及一回路系统、隔离回路系统、供热回路系统、余热冷却系统及其他辅助工艺系统。
以中核集团研发的“燕龙”泳池式低温供热堆为例,王献庭将泳池式低温供热堆特点和优势概括为:安全、环保、经济、可推广。
“泳池式低温供热堆采用的是泳池式反应堆堆型,具有丰富的运行实践经验,技术成熟。”王献庭介绍说,泳池式反应堆是世界上广泛应用的一种堆型,国际上已建有200多座泳池式反应堆,累计安全运行1万堆年。国内已建成11座泳池式反应堆,累计安全运行超过300堆年。其中,中国原子能科学研究院的49-2反应堆已运行50多年。泳池式低温供热堆采用很多成熟的技术,主要关键设备都在研究堆和供热设施中得到验证和运用,如回路混流泵、钢丝绳式控制棒驱动机构、板式换热器等,不存在技术瓶颈。
核能供热属于核能开发应用,安全、环保是关键。对于泳池式低温供热堆的安全可靠性,王献庭很有信心:“堆芯位于水池底部,始终处于淹没状态。在任何事故情况下,反应堆依赖固有负反馈特性可实现自动停堆。停堆后在不采取任何余热冷却手段情况下,1800吨池水可确保堆芯26天不会裸露,能确保不发生熔堆事故。低温供热堆设置中间隔离回路(二回路),其压力高于一回路的压力,使放射性水不会漏到热网回路,并采用燃料包壳、堆水池、水池深埋地下及密封厂房等四道屏障,有效隔离放射性,确保放射不泄漏到厂房外,无碳排放,无烟尘排放,从而实现零排放。”
核能供热能否得到推行,还要看其是否经济可行。“一座400兆瓦的泳池式低温供热堆,供暖建筑面积可达约1000万至2000万平方米,相当于10万至20万户三居室。低温供热堆投资较少,只相当于同规模燃煤锅炉的2至3倍。低温供热堆运行成本远远低于燃煤锅炉。同规模燃煤锅炉每年消耗30余万吨燃煤,低温供热堆每年仅消耗核燃料约2.5吨。采取燃煤锅炉供热,每年需运送30余万吨煤炭、10万吨灰渣,而低温供热堆没有如此大的运输压力。低温供热堆使用寿命可达40至60年,是燃煤锅炉的2至4倍。同时,低温供热堆供热价格远低于天然气,居民可以承受。”王献庭说。
“泳池式低温供热堆厂址适应广泛,简便易行。”王献庭表示,泳池式低温供热堆无大型水源要求,内陆、沿海均可,尤其适合北方内陆地区。同时,其系统相对简单,占地面积不超过50亩。供水温度达到90度,满足供热水温要求,可直接接入城镇集中供热管网,不需对城镇热网进行改造或更换,也不需对用户的采暖设备进行改造或更换。
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