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中国能源报 2017年12月04日 星期一

中核集团发布“燕龙”池式低温供热堆

40万千瓦堆供暖面积可达2000万平方米,相当于20万户三居室

本报记者 朱学蕊 《 中国能源报 》( 2017年12月04日   第 02 版)

  11月28日,中核集团在中国原子能科学研究院发布了“供热演示项目——泳池式轻水反应堆(以下简称49-2堆)”安全供热满168小时的消息,同时正式推出自主研发的泳池式低温供热堆——“燕龙”。据测算,一座40万千瓦的“燕龙”低温供热堆,供暖建筑面积可达约2000万平方米,相当于20万户三居室。

  据了解,49-2堆从1959年开始建造,1964年12月20日首次达到临界,是我国自行设计、建造的第一座反应堆,也是我国唯一一座运行寿期超过50年的反应堆。今年3月13日,中核集团决定对泳池式低温供热堆项目立项,明确由中国原子能科学研究院牵头,利用49-2堆开展泳池式堆城市供热可行性研究及演示。11月8日,国家核安全局批准49-2泳池式反应堆低温供热改造方案。

  中核集团总经理钱智民介绍,作为泳池式低温供热堆“演示验证-示范工程-商业推广”三步走发展战略的第一步,49-2堆先后开展了供热工况的热工水力校核、供热回路及其控制系统改造等工作,而且经过168小时运行,效果良好,实现了预期目标。中核集团后续将继续开展供热参数影响、热网负荷变化等供热工况,对反应堆调节特性影响、核供热安全性和智能化控制系统的研究工作。这些基础研究成果将指导燕龙型号研发,为燕龙示范工的设计、建造、运行提供强有力的技术支撑。

  “随着‘燕龙’型号发布和本次49-2堆供热演示验证的成功,我们将进一步加快示范工程的实施步伐。”钱智民说。

  记者了解到,“燕龙”堆计划在2018年底完成示范项目核准,2020年后在北方地区开展商业化推广。

  作为反应堆,“燕龙”堆的安全性和经济性如何?

  “‘燕龙’泳池式低温供热堆代号为‘DHR-400’,意为400兆瓦区域供热反应堆,其供热原理是将反应堆堆芯放置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以满足供热要求,而热量通过两级交换传递给供热回路,再通过热网将热量输送给用户。”中核集团泳池式低温供热堆总设计师柯国土称。

  柯国土介绍,池式堆也是世界上被广泛应用的堆型,其简单、安全、造价低廉,在多年的运行实践中,世界各国的池式堆都保持了良好的安全记录。“基于国内池式堆几十年的研究、设计、建造和运行经验,以及部分低温供热试验设施的运行数据,池式供热堆技术路线是可行的。”

  中国原子能科学研究院提供的资料显示,池式堆的堆芯位于水池底部,始终处于淹没状态;在任何事故下,依赖反应堆固有的负反馈特性可实现自动停堆。而且,停堆后不采取任何余热冷却手段,1800吨水可以确保20多天堆芯不裸露,实现“零堆熔”。而燃料包壳、堆水池、深埋地下和密封厂房等四道屏障,可有效隔离放射性。此外,废水收集系统的设置,可收集万一泄漏的放射性废液,确保不泄漏到厂房外,实现“零排放”。值得一提的是,该堆型还增设了压力较高的隔离回路,确保放射性与热网隔离。

  中国科学院院士王乃彦指出,低温供热堆在常压低温下运行,具有固有安全性、可靠性高、技术成熟、系统简单、运行稳定、占地面积小等优点,并且建造成本低,运行维护简便,厂址能够选在城市附近。

  相关统计显示,池式供热堆的供热热价为40元/吉焦,与燃煤供暖锅炉热价相当。一座400兆瓦核能供热堆可为约2000万平方米建筑面积供暖,每年替代32万吨燃煤。

  “在建设投资上,与其他化石能源供热相比,池式低温供热堆建设投资约是同等规模燃煤锅炉的2-3倍,但运行成本远低于燃煤锅炉,而且使用寿命60年,是燃煤锅炉的2-4倍。据初步计算表明,如果每年供暖时间为5个月,池式供热堆的经济性可以和燃煤锅炉相当,况且还可以考虑其他应用,如夏天制冷,开发核技术应用。”王乃彦指出。

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