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建好燕龍傻瓜堆讓核能“走出去”再添新名片

2017-12-14 11:08:10 來源:《中國核工業報》作者:盛安陵　點擊量：評論 (0)

燕龍泳池式低溫供熱堆的安全性、經濟性如何？中核集團后續還將采取哪些舉措進行研發和推廣呢？為此，本報記者專門采訪了中核集團總經理助理、集團科技專項泳池式低溫供熱堆研發總指揮李曉明。響應國家號召核能供

“燕龍”泳池式低溫供熱堆的安全性、經濟性如何？中核集團后續還將采取哪些舉措進行研發和推廣呢？為此，本報記者專門采訪了中核集團總經理助理、集團科技專項泳池式低溫供熱堆研發總指揮李曉明。

響應國家號召

核能供熱助力建設美麗中國

記者（簡稱“記”）：據了解，核能作為清潔、高效的能源，在供熱技術方面的研究，國內已有30多年的歷史，在全球也早有應用先例。中核集團在當前進行核能供暖系統的研制有著怎樣的意義，其出發點和落腳點是什么？

李曉明（簡稱“李”）：的確，核能供熱在世界上早已開展。在國際上，核能區域供熱技術應用已具有一定規模，主要采用大型核電機組熱電聯供的方式。

截至2011年底，全世界435臺在運核反應堆中有57座在發電的同時產生熱水或蒸汽以應用于區域供熱，超過總數的十分之一，主要分布于寒冷的東歐地區。1964年，瑞典原型核動力反應堆（PHWR）Agesta，在位于斯德哥爾摩郊區的一個巖洞中建成，功率80MW，發電12MW，供熱130℃（供水）/70℃（回水），連續供熱10年。這是世界上第一個實現民用供熱的核電站。在國內，清華大學1983年利用核能所現有游泳池堆改造后進行了核供熱試驗，連續兩年向所內17000平方米建筑物供熱；隨后清華核能院又開發了殼式一體化自然循環反應堆，并于1989年建成世界上首座專用供熱堆，功率為5MW。

而中核集團黨組決定將泳池式低溫供熱堆研發列入集團科技專項，主要的意義可以從三個層面談。

第一，從國家發展而言，國家大力支持清潔能源供暖，號召企業作為創新主體，大力實施創新驅動發展戰略。

2016年12月召開的中央財經領導小組第十四次會議上，習近平總書記強調“推進地區冬季清潔取暖，關系霧霾天能不能減少，是能源生產和消費革命、農村生活方式革命的重要內容。要按企業為主、政府推動、居民可承受的方針，宜氣則氣、宜電則電，盡可能利用清潔能源，加快提高清潔供暖比重。”李克強總理向十二屆全國人大五次會議作政府工作報告時提出了“堅決打好藍天保衛戰”的要求。黨的十九大提出“綠水青山就是金山銀山”的發展理念，建設美麗中國的號召。作為我國核科技工業的主體，核能和平利用的主力軍，國家安全、生態和人類健康的守護者，中核集團責無旁貸，也有決心、有信心、也有能力肩負起為人民提供美好生活和創造美好環境的責任和義務。此次舉行49-2堆供熱運行168小時演示見證儀式及“燕龍”型號發布和進展匯報活動，正是中核集團踐行創新、協調、綠色、開放、共享發展理念的具體實踐，是響應黨中央國務院堅決打好藍天保衛戰號召的生動體現。

第二，從我國北方地區發展現狀來說，近些年來各地方政府都在大力推進清潔能源供暖工作。

按照“宜電則電、宜氣則氣”的要求，各地均出現不同程度的發展瓶頸，有技術問題、也有成本問題。如何在改革發展和人民日益增長的美好生活需要之間尋求更好的平衡？我們想到了利用核能供暖的方式，這是現階段不可多得且非常成熟的能源供給方式。采取這一方式必將給地方區域生態環境和經濟發展帶來深刻影響和變革，也必將為人民提供美好生活和創造美好環境。

第三，從核工業發展來看，泳池式低溫供熱堆的理念出自泳池式研究堆。

今天大家看到的49-2堆就是典型的泳池式研究堆。它被稱為為我國“兩彈一艇”研制作出貢獻的功勛研究堆。這是核工業軍民深度融合的又一個典范之作，也是核技術應用領域拓寬的另一領域。這個項目的實施必將對破解核工業發展難題、增強核工業發展動力、厚植核工業發展優勢具有重大指導意義。

“燕龍”三步走，讓核能“走出去”再添新名片

記：此次發布的“燕龍”，是中核集團在泳池式研究堆50多年安全穩定運行的基礎上，針對北方城市供暖需求開發的產品，具有“零”堆熔、“零”排放、易退役、投資少等特點。未來這套供暖系統將怎樣推廣？

李：11月28日，泳池式低溫供熱堆項目演示驗證通過168小時的安全穩定運行，一切數據正常，供熱效果良好，實現了預期目標。后續，我們還將在49-2堆上開展供熱參數影響、熱網負荷變化等供熱工況對反應堆調節特性等影響開展研究。中核集團在原子能院成立“中核集團核能供熱工程技術研究中心”，也會繼續秉承“開放、包容、合作、共贏”的發展理念，與相關方共同推進示范項目的研發、設計等工作。

關于“燕龍”（DHR-400），我們按照“演示驗證-示范工程-商業推廣”三步走的戰略進行，在啟動利用原子能院49-2泳池式反應堆進行供熱演示驗證工作的同時，還同步開展“燕龍”（DHR-400）型號研發設計。

我們將繼續推進這一型號的研發設計工作，與此同時，還會同步開展廠址遴選和項目安全審查及核準等相關工作。當然，廠址遴選工作一直是遵照國家發改委、國家能源局和國家核安全局的具體要求在推進。我們希望，在政府主管部門的大力支持下，在地方政府的積極配合下，在研發團隊的共同努力下，2018年底實現示范工程開工，2020年供暖季實現核能供熱。

示范工程建設后，我們將積極推進“燕龍”型號的商業化推廣工作。一臺400MW泳池堆可提供1000~2000萬平方米的供熱面積，對應10-20萬戶三居室。因此，該技術可廣泛適用于我國大部分地區，規模適當，發展前景廣闊。

目前，我們也在開展國際市場的調研和技術推廣，分別對摩爾多瓦、愛爾蘭等國家開展技術推介，我們期望“燕龍”像“華龍”和“玲龍”一樣，成為我國核電、核能技術“走出去”的一張“亮麗名片”。

記：中核集團在發布“燕龍”時指出其熱價遠優于燃氣，與燃煤、熱電聯產有經濟可比性，其經濟效益和社會效益具體如何？

李：在經濟效益方面，泳池式堆放在一個深水池中，無壓力殼和安全殼等帶壓力的復雜設備，節省了土建投資；反應堆低溫常壓運行，簡化了工藝系統和安全設施，降低了設備技術要求，降低了設備投資；泳池式堆在國內已有幾十年的設計、建造和運行經驗，可采用經過使用的成熟設備和操作簡單的“傻瓜堆”運行模式，降低前期研發經費和運行成本。據測算，在考慮供暖季4～6個月，未考慮碳稅及其它政府補貼的情況下，泳池式低溫供熱堆供熱價格為30～40元／GJ（1GJ=10億焦耳），大大優于燃氣供熱（89元／GJ），與熱電聯產（25～40元／GJ）、燃煤（約30～40元／GJ）具有可比性，具有較好的市場競爭力。

在環保效益方面，一座400MW核能供熱堆每年可替代32萬噸燃煤，且沒有碳、氮、硫、煙塵及灰渣等排放，放射性釋放僅為燃煤排放的2%左右。而且，每年消耗的核燃料約2.5噸，與燃煤所需運送32萬噸煤炭、10萬噸灰渣的運輸相比，其運輸壓力也可大大減輕。

泳池式反應堆“，傻瓜堆”既經濟又安全

記：核能供熱時，老百姓最關注的問題是供暖水有沒有放射性。中核集團是如何保證核能供暖系統運行安全性的？

李：一是泳池式堆技術成熟度高。泳池式堆就是將堆芯放在一個常壓水池的深處，技術成熟度好，系統設備簡單，運行維護簡便，固有安全性好，有“傻瓜堆”之稱。泳池式堆是世界上已經廣泛應用的一種堆型，在半個多世紀累計10000堆年的運行實踐中，均保持了良好的安全記錄。我國也已建成11座，累計安全運行300多堆年，有著豐富的設計、建造、運行、維護的經驗。

二是泳池堆技術具有良好的固有安全特性。堆芯位于水池底部，始終處于淹沒狀態；在任何事故下，依賴反應堆固有負反饋特性可實現自動停堆；停堆后不采取任何余熱冷卻手段，約2000噸水可確保堆芯不會裸露，實現“零堆熔”。燃料包殼、堆水池、深埋地下及密封廠房等四道屏障，能有效隔離放射性；廢水收集系統的設置，可靠收集萬一泄漏的放射性廢液，確保不泄漏到廠房外，實現近“零排放”。地下反應堆具有優異的外部事件防護能力。綜合以上因素，可以切實消除放射性釋放，無需廠外應急，易于貼臨居住區建設。

三是泳池堆技術廠址適應性好。由于泳池式低溫供熱堆技術是通過三級換熱，將反應堆的釋熱完全導出并送至熱網用戶，因此，無大型水源要求，內陸、沿海均可，尤其適合北方內陸地區；廠址地質條件、地震條件及外部事件均不會構成廠址選擇的因素；系統設備簡單，占地面積小，一座400MW泳池式核供熱站占地約35畝，可緩解用地的壓力；小堆放射性源項總量少，約為核電站的1%，“易退役”，廠址可恢復綠色復用。

四是泳池堆技術與熱網適配性好。池式低溫供熱堆熱源溫度（90℃／60℃）與城市現有供熱管網的實際運行需求和終端用戶設備均能匹配，因此利用池式低溫供熱堆承擔采暖基本熱負荷是可行的；與現有城鎮供熱管網的接入方式簡單、靈活，低溫堆的三回路系統直接接入城鎮集中供熱管網，不需要對現有城鎮熱網進行改造或更換；采用低溫堆熱源也不需要對用戶側的供暖設備進行改造或更換。

五是設置中間換熱回路，即使一、二次水換熱器有破口，由于二回路壓力高于一回路（常壓開口水池），其泄漏的放射性物質不會泄露到供熱管網中。這也是我們積極推進49-2泳池堆開展演示驗證工作的初衷，我們通過持續監測一、二回路和用戶處（我們的供熱廠房和辦公樓）的放射性，來證實我們設計的結果。經過近十天的監測，核供熱用戶處的放射性水平和市政管網供熱處的放射性水平一致，都在天然本底水平，核供熱前后3個用戶處放射性水平沒有變化。我們的監測將一直持續下去。

原標題:建好燕龍傻瓜堆讓核能“走出去”再添新名片