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核能供暖:“不冒烟的锅炉”

发布时间:2018-04-19    来源:尚核电力

近日,中国研发成功了“不冒烟的锅炉”——泳池式低温供热堆,未来北方将有望用核能来供暖,彻底跟取暖带来的污染说拜拜。

一)核能供暖,早已不是什么新概念

采用核能供暖并不是中国首创的技术。早在半个世纪前,北欧就有民用核能供暖的核反应堆。苏联在勃涅日涅夫时期,为了城市集中供暖的需要,也兴建过核能供热反应堆,而且还在部分社会主义国家得到应用。此外,德国、法国、瑞士、加拿大等国也都进行过核供热堆的研究与开发。

不过,除了苏联/俄罗斯一直在推动核能供热,以此解决冬季的供暖问题之外,世界上还没有特别成功的核能供热反应堆商业化运营的先例。

中国于上世纪80年代初期开始研发核能供热反应堆。本次成功研发出泳池式低温供热堆,是技术不断积累改进的最新成果。虽然并非革命性的技术进步,但其在经济性、安全性和热功率等方面都有不小的提升。

二)一座400兆瓦的供热堆,能给20万户三居室供暖

众所周知,核反应堆在核裂变过程中会释放巨大的能量,核电站会用这些能量来发电,而低温供热堆则是将这些能量用于供暖。

这里的低温并不是普通人认知中零下几度的那种低温,而是指这种供热堆的工作温度可以被控制在200摄氏度以下,而这个温度在核反应堆中属于低温范畴。

据测算,这样的一座低温供热堆,供暖建筑面积可达约2000万平方米,相当于20万户三居室,预计2020年后在北方进行推广。

三)用核能供暖,安全性如何保证?

在日常生活中,人们总是谈“核”色变,对核技术非常恐惧。甚至,现实中还发生过仅仅因为名字中带“核电”,某单位搬迁到一地后,直接导致周边房价下降的情况。那么,用核电供暖,真的不会有安全隐患吗?

中国的泳池式低温供热堆从设计之初就充分考虑了固有安全性,可以从理论上排除发生类似切尔诺贝利核电站、福岛核电站这样事故的可能。

首先,供热堆采用非能动安全系统设计,装备两套独立、冗余的余热排出系统,每套系统均可将反应堆停堆后的剩余发热通过自然循环由空气冷却器排向大气,不需要动力源,也就避免了福岛核事故中因断电导致余热排出系统瘫痪的情况。这种设计有效确保了反应堆的安全。

其次,低温供热堆压力容器内装有大量欠热水,单位热功率水容积约为压水堆核电厂的15倍,对堆芯余热排出、防止堆芯失水和缓解其它事故后果均有较大益处。

此外,低温供热堆的堆芯位于水池底部,始终处于淹没状态。即便发生意外,供热堆中的1800吨水也可以确保20多天堆芯不裸露,实现“零堆熔”。而且,本次研发成功的泳池式低温供热堆采用双层承压壳设计,即使压力容器底部发生破裂,也不会导致堆芯失水。

最后,低温核供热堆采取了多种措施设置多重实体屏障,防止放射性物质污染热用户。比如在含放射性的一回路和热网之间设置中间隔离回路。

四)供暖的同时,解决雾霾和淡水缺乏

每年冬天,北方肆虐的雾霾不仅影响了人们的身体健康,还对出行和工作生活造成了不便。而使用核能供热堆取代燃煤锅炉房,则能有效降低各种污染物的排放,对于解决城市雾霾问题具有积极意义。



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