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王乃彦院士:核能应在替代供暖燃煤锅炉中发挥

发布时间:2017-12-03 阅读:

  王乃彦:核电在替代燃煤锅炉供暖方面应发挥关键作用 - 新闻中心 - 科学网

  我们在巴黎巴黎气候大会上的承诺到2030年将达到二氧化碳排放峰值,非化石燃料比例将上升到20%左右。

  但目前我国北方地区年供暖范围覆盖17个省,市,自治区,供热人口达7亿多人。但是,集中供热热源仍然以热电联产和区域锅炉房为主。燃料使用仍以煤为主,每年消耗煤炭5亿多吨,造成严重的污染和能源结构和产业升级。

  面对城市热网强劲的热源需求和国家日益严格的节能减排政策,各城市需要淘汰现有的小型采暖锅炉,现有的高污染,低排放效率的热源也将逐渐减少。

  热负荷和热源的增减,导致城市规划供热缺口越来越大,寻找清洁替代能源已成为当务之急。

  核能作为一种安全清洁的能源,是取代一次能源的最成熟的方法之一。研究人员对核电用于区域供热进行了大量的研究,与传统热源相比,可以显着减少污染排放,保证供热安全,有效改善中国能源结构,缓解日益严重的能源短缺局面。

  实际上,核能的加热不是一个新概念。自1981年以来,中国提出了低温核反应堆的研究方案。经过30多年的研究,掌握了可应用于工程领域的核能加热技术。

  核电加热技术可以简单地分为池桩和贝壳桩两种类型。与高温高压压力罐式堆垛相比,堆垛可在常压,低温下运行,具有安全可靠,工艺成熟,系统简单,运行平稳,建筑面积小等优点,成本低,操作维护方便,更适合靠近城市居民区。

  目前,中国已建成一批池塘式反应堆,如中国原子能科学研究院的49-2反应堆,微反应堆和CARR反应堆,已累计运行近500个反应堆年。

  1983年,清华大学启动了核试验,连续两年向17000平方米的核能建筑提供核能,展示了池式采暖的技术可行性。

  但大气温度和低温池式出水温度低于90℃,但现有城市供热管网供热温度大于90℃,小于100℃。

  为了进一步提高供热温度,清华大学提出了深池式低温加热反应器。通过增加池的深度,利用水层的静压,增加堆芯出口水温,供热网供水温度达到90℃以上。 。

  深池低温加热反应器将堆芯置于大气池深处,利用水层的静压提高堆芯出口温度,以满足城市供热的温度要求。该系统简单,包括反应器系统,初级回路系统,次级回路系统,余热散热系统,加油和乏燃料存储系统以及辅助处理系统。

  深池低温加热反应器基于大气压和低温运行方式,池体本身体积大,被动余热排除,在正常运行和事故工况下,堆体不会超压,失去冷却核心暴露,核心熔化概率为零,本质安全性高,可以在不需要紧急情况下完成。

  低温加热反应器系统简单,核心和设备易于拆卸和处理,池内屏蔽效果明显,放射源小,乏燃料可统一,易退役,现场可恢复绿色再利用,公众关心安全可以得到保护。

  从环境和经济的角度来看,低温加热反应池也有其优点。

  与燃煤和燃气锅炉相比,冷风采暖反应堆更加环保。 400MW热源,燃煤锅炉和燃气锅炉分别释放64万吨和20.46万吨二氧化碳,但二氧化碳排放量为0。

  在建设投资方面,与其他化石能源供暖相比,池式低温加热反应堆的建设成本约为同规模燃煤锅炉的二至三倍,但运行成本远低于一座燃煤锅炉使用寿命达到40年〜60年,是燃煤锅炉的2〜4倍。根据初步计算,如果每年供暖时间为4个月,则泳池加热反应器的经济性可与燃煤锅炉的经济性相媲美,而其他应用如夏季的降温和泳池的开发利用中子核技术应用。

  因此,深池式反应器的简易形式完全可以满足采暖需求,特别是作为承担基本供热负荷的基本热源是一种更加经济合理的采暖方式。

  综上所述,建议采用低温加热替代火电厂和区域锅炉房热源,将其他燃气锅炉等清洁能源的基本城市热负荷作为峰值加热源,将化石燃料的环境污染联系起来最好加热程序。 (本报记者王佳文整理)

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