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核“姿势”203---气荒?不慌!煤改电的最终解来了—我国为什么大力发展核能供热?

关键词:辐射检测仪_便携式辐射检测仪_辐射报警仪_表面污染仪_环境级辐射仪_多功能辐射仪_测氡仪_辐射剂量仪 网址:www.radonbj.com 日期:2020/1/17 23:36:01



受煤改气政策的影响,今年冬季天然气消耗量大幅增加,导致华北和华东地区天然气供应出现巨大缺口,山东、河北等地纷纷拉响警报,不仅企业限供断供,居民供暖降温,就连酒店、医院等公共服务部门,天然气供应都难以保证。

据了解,10月份北方部分地区的天然气供应已经吃紧,导致进口LNG顺势涨价。同时,部分工业用气开始受到限制,最高限气幅度甚至可达日供应量的20%。而从11月15日北方地区启动供暖开始,多地LNG液厂出厂价更是以日均200-300元甚至更高的涨幅一路上扬。中宇资讯监测数据显示,12月1日当天个别地区液厂的气价飙升至9000元/吨,创历史新高,而今年9月以来全国LNG市场平均价格涨幅已经翻倍。

一场“气荒”席卷中国,取暖成本暴涨,温暖无法保障。清洁能源替代势在必行,“煤改气”却遇到了重重困难,众多业内人员纷纷想到“煤改电”,那“煤改电”能不能扛起大任,守住我们的“蓝天温暖”?今天,小编就来带您说说核能供热那些事~

核能供热由来已久

核能作为清洁、高效的能源,在供热技术方面的研究,国内已有30多年的历史,在国际上,核能区域供热技术应用已具有一定规模,主要采用大型核电机组热电联供的方式。

截至2011年底,全世界435台在运核反应堆中有57座在发电的同时产生热水或蒸汽以应用于区域供热,超过总数的十分之一,主要分布于寒冷的东欧地区。1964年,瑞典原型核动力反应堆(PHWR)Agesta,在位于斯德哥尔摩郊区的一个岩洞中建成,功率80MW,发电12MW,供热130℃(供水)/70℃(回水),连续供热10年。这是世界上第一个实现民用供热的核电站。

在国内,清华大学1983年利用核能所现有游泳池堆改造后进行了核供热试验,连续两年向所内17000平方米建筑物供热;随后清华核能院又开发了壳式一体化自然循环反应堆,并于1989年建成世界上首座专用供热堆,功率为5MW。

核能供热大势所趋

2016年12月召开的中央财经领导小组第十四次会议上,习近平总书记强调“推进地区冬季清洁取暖,关系雾霾天能不能减少,是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容。要按企业为主、政府推动、居民可承受的方针,宜气则气、宜电则电,尽可能利用清洁能源,加快提高清洁供暖比重。”李克强总理向十二届全国人大五次会议作政府工作报告时提出了“坚决打好蓝天保卫战”的要求。党的十九大提出“绿水青山就是金山银山”的发展理念,建设美丽中国的号召。

按照“宜电则电、宜气则气”的要求,各地均出现不同程度的发展瓶颈,有技术问题、也有成本问题。如何在改革发展和人民日益增长的美好生活需要之间寻求更好的平衡?利用核能供暖的方式,这是现阶段不可多得且非常成熟的能源供给方式。采取这一方式必将给地方区域生态环境和经济发展带来深刻影响和变革,也必将为人民提供美好生活和创造美好环境。

核能供热技术成熟,经济又安全

今天大家看到的我国核能供热的核反应堆,就是典型的泳池式研究堆。

从核工业发展来看,泳池式研究堆的研究成果奠定了核能供热的基础。泳池式研究堆,它被称为为我国“两弹一艇”研制作出贡献的功勋研究堆。这是核工业军民深度融合的一个典范之作,也是核技术应用领域拓宽的另一领域。

在经济效益方面,泳池式堆放在一个深水池中,无压力壳和安全壳等带压力的复杂设备,节省了土建投资;反应堆低温常压运行,简化了工艺系统和安全设施,降低了设备技术要求,降低了设备投资;泳池式堆在国内已有几十年的设计、建造和运行经验,可采用经过使用的成熟设备和操作简单的“傻瓜堆”运行模式,降低前期研发经费和运行成本。据测算,在考虑供暖季4~6个月,未考虑碳税及其它政府补贴的情况下,泳池式低温供热堆供热价格为30~40元/GJ(1GJ=10亿焦耳),大大优于燃气供热(89元/GJ),与热电联产(25~40元/GJ)、燃煤(约30~40元/GJ)具有可比性,具有较好的市场竞争力。

在环保效益方面,一座400MW核能供热堆每年可替代32万吨燃煤,且没有碳、氮、硫、烟尘及灰渣等排放,放射性释放仅为燃煤排放的2%左右。而且,每年消耗的核燃料约2.5吨,与燃煤所需运送32万吨煤炭、10万吨灰渣的运输相比,其运输压力也可大大减轻。

核能供热时,老百姓最关注的问题是供暖水有没有放射性。在安全性方面,一是泳池式堆技术成熟度高。泳池式堆就是将堆芯放在一个常压水池的深处,技术成熟度好,系统设备简单,运行维护简便,固有安全性好,有“傻瓜堆”之称。泳池式堆是世界上已经广泛应用的一种堆型,在半个多世纪累计10000堆年的运行实践中,均保持了良好的安全记录。我国也已建成11座,累计安全运行300多堆年,有着丰富的设计、建造、运行、维护的经验。

二是泳池堆技术具有良好的固有安全特性。堆芯位于水池底部,始终处于淹没状态;在任何事故下,依赖反应堆固有负反馈特性可实现自动停堆;停堆后不采取任何余热冷却手段,约2000吨水可确保堆芯不会裸露,实现“零堆熔”。燃料包壳、堆水池、深埋地下及密封厂房等四道屏障,能有效隔离放射性;废水收集系统的设置,可靠收集万一泄漏的放射性废液,确保不泄漏到厂房外,实现近“零排放”。地下反应堆具有优异的外部事件防护能力。综合以上因素,可以切实消除放射性释放,无需厂外应急,易于贴临居住区建设。

三是泳池堆技术厂址适应性好。由于泳池式低温供热堆技术是通过三级换热,将反应堆的释热完全导出并送至热网用户,因此,无大型水源要求,内陆、沿海均可,尤其适合北方内陆地区;厂址地质条件、地震条件及外部事件均不会构成厂址选择的因素;系统设备简单,占地面积小,一座400MW泳池式核供热站占地约35亩,可缓解用地的压力;小堆放射性源项总量少,约为核电站的1%,“易退役”,厂址可恢复绿色复用。

四是泳池堆技术与热网适配性好。池式低温供热堆热源温度(90℃/60℃)与城市现有供热管网的实际运行需求和终端用户设备均能匹配,因此利用池式低温供热堆承担采暖基本热负荷是可行的;与现有城镇供热管网的接入方式简单、灵活,低温堆的三回路系统直接接入城镇集中供热管网,不需要对现有城镇热网进行改造或更换;采用低温堆热源也不需要对用户侧的供暖设备进行改造或更换。

五是泳池堆大多设置中间换热回路,即使一、二次水换热器有破口,由于二回路压力高于一回路(常压开口水池),其泄漏的放射性物质不会泄露到供热管网中。

目前我国核能供热研究情况如何?

2月17日,中国核电成员单位中核辽宁核电向国家知识产权总局申报的“一种基于大型商用核电机组的热电联产方法”发明专利获得授权。该专利属于核电供热技术领域,是我国第一个核电供暖专利,具有极高的应用和保护价值。该项专利更是辽宁核电坚持企业发展创新、科技创新的重要体现。

自2016年开始,辽宁核电针对核电供暖工作开展了系列动作,攻克多项技术难题,同时经过了数次专题讨论、考察认证,最终得出结论,认为核电供暖能够大力解决燃煤取暖造成的环境污染问题,提高经济效益,保障并提高北方地区人民群众的生活质量,同时,能够使核电厂在供电的基础上实现供暖,提高核电厂热能的综合利用。期间,辽宁核电供暖课题获得国家能源局30万元专项科研资金支持。

11月28日,中核集团在京发布了自主研发的泳池式低温供热堆“燕龙”(DHR-400),在社会上引起了很好的反响。中核集团将泳池式低温供热堆型号、代号分别确定为“燕龙”和“DHR-400”。该堆研发于燕赵大地,应用于燕赵大地(延伸至北方城市),且属于该集团自主研发的“龙”系列反应堆型号之一,所以命名为“燕龙”。而“DHR-400”(DistrictHeatingReactor)”则意为区域供热反应堆,“400”指反应堆热功率400MW。

中核集团旗下中核新能源公司为此制定了“燕龙”:“演示”、“示范”、“产业化”三步走的规划。

第一步,将中国原子能院功率较小原来只用于研究的“49-2堆”(泳池式低温供热堆)进行适当改造(新建一个二回路即隔离回路),为两栋办公楼供暖。

第二步,计划用两年的时间完成“燕龙”(DHR-400)示范工程,包括工程研发、工程设计、项目选址、项目审批、工程建设、调试运行等工作,这将为后续产业化发展起到非常重要的示范作用。中核新能源有限公司的总经理陈华表示,中核新能源正在积极策划‘燕龙’(DHR-400)示范工程的商业运作模式,力图以市场为导向打造一个平台,将技术研发与市场开发融为一体,形成利益共享、风险共担,完全市场化运作的开发平台。

第三步,中核新能源将在2020年完成示范工程之后,积极推进泳池堆产业化发展。目前,我国有17个省直辖市(自治区)、约7亿人口、120亿平方米建筑需要冬季采暖,清洁供暖的市场巨大,泳池堆在这个市场中将大有可为。该公司将按照中核集团的部署,实现泳池堆的产业化发展。

泳池堆是一种清洁、安全、经济、高效的城市供暖热源,目前已得到了国家和地方政府有关部门、有关企业和社会各界的高度关注和支持。小编认为,傻瓜堆作为冬季供暖新选择,非常期待它在未来的表现!

 




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