作者:王乃彦 来源:中国科学报 发布时间:2017-8-24
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核能应在城市供热中起关键作用

 王乃彦

■中科院院士 王乃彦

核能可显著减少污染排放,将有效改善我国能源结构,缓解日趋严重的能源供应紧张局面。

我国在巴黎气候大会上承诺,将于2030年达到二氧化碳排放峰值,同时非化石能源占比升至20%左右。

然而,当下我国北方每年采暖范围遍布17个省、市、自治区,采暖人口达7亿以上。而集中供热的热源仍以热电联产和区域锅炉房为主,使用的燃料也仍以煤炭为主,每年供暖消耗煤炭已超过5亿吨,造成很大的污染,能源结构和产业升级形势严峻。

核能作为一种安全、清洁的能源,是当前较为成熟的替代一次能源的方法之一。在利用核能为区域供热方面,科研人员已进行了大量的研究。与传统热源相比,核能可显著减少污染排放,且供热安全性有保障,将有效改善我国能源结构,缓解日趋严重的能源供应紧张局面。

我国从1981年提出低温核供热堆研究倡议,经过30多年的研究,已掌握了能工程化应用的核能供热技术。

核能供热技术可简单分为池式堆和壳式堆两类。池式堆与高温高压的压力壳式堆相比,可在常压低温下运行,具有固有安全性、可靠性高、技术成熟、系统简单、运行稳定等优点,并且建造成本低、运行维护简便,更适合于靠近城市居民区。

目前,国内已建成多座池式堆,如中国原子能科学研究院的49-2堆、微堆等,累计运行近500堆年。不过,一般常压低温池式堆出水温度低于90℃,但我国现有城市供热管网供水温度多大于90℃,小于100℃。

为进一步提高供热温度,清华大学提出了深水池式低温供热堆,通过增加水池深度,利用水层静压力提高堆芯出口水温,使其向热网供水温度达到90℃以上,满足了热网需求。

从环保性的角度考量,池式低温供热堆也有其优势。池式低温供热堆相较于燃煤、燃气锅炉更加环保,以400兆瓦的热源计算,燃煤和燃气锅炉每年分别释放64万吨和20.46万吨二氧化碳,但池式供热堆的二氧化碳排放为零。

因此,简单形式的深水池式堆完全可以满足供热要求,特别是作为基本热源承担采暖基本负荷时,是较为经济合理的一种供热方式。

(本报记者王佳雯整理)

《中国科学报》 (2017-08-24 第1版 要闻)
 
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