核能供热 妈妈再也不担心冬季受冻了

　　11月28日早上6：20，北京丰台区某公交站旁，记者冻得上牙磕下牙，真想公交车快点来或者一头扎进暖气房。 

　　3个小时后，在北京中国原子能科学研究院内，中核集团发布：泳池式轻水反应堆（49-2堆）安全供热满168个小时。据说，在过去一周内，这座供热反应堆所在的厂房和另外两座办公楼都实现了核能供热。早上11点，与供热反应堆厂房一路之隔的办公楼墙壁上电子温度计显示：室内温度25.6摄氏度。记者赶紧脱了大衣，这才免得一身大汗。 

　　记者报道核能领域好几年，也是第一次享受到“核能供热”。 

　　除了发布“供热演示项目——泳池式轻水反应堆（49-2堆）”安全供热满168小时的消息，中核集团28日正式推出了自主研发的泳池式低温供热堆——“燕龙”低温供热堆。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20万户三居室的面积。 

　　49-2堆什么来历，跟供热堆什么关系？国际上哪些国家利用核能供热？“燕龙”堆安全性、经济性如何？是否有计划建设示范工程？ 

　　“49-2”堆的新使命 

　　其实，在核工业界，49-2泳池式轻水反应堆（以下简称“49-2”堆）早已大名鼎鼎，它从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，曾为我国“两弹一艇”研制做出了巨大贡献。作为工程材料的试验堆，49-2堆初期主要用于军民用的燃料元件考验，后期用于结构材料和燃料元件辐照考验、核仪器仪表辐照试验、放射性同位素生产、单晶硅中子掺杂、活化分析及运行人员培训等。 

　　今年1月11日，中核集团向北京市人民政府提交了《关于中核集团在党建、核电走出去、核能减霾和科技创新等领域与北京市融合发展情况的报告》，在核能供热示范中提出泳池式低温供热堆。 

　　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。 

　　国内外核能供热咋样？ 

　　核能供热在国际上并非新概念。 

　　上世纪六十年代，世界上第一个实现民用核能供热的核电站——瑞典原型核动力反应堆Agesta实现连续供热十年。到了七十年代，俄罗斯、保加利亚、瑞士、罗马尼亚等国就开发建造了很多核供热系统，作为区域集中供热或工业供热热源，并积累了丰富的运行经验。同时，池式供热系统发展也拉开了大幕。之后的八十年代，加拿大建成的SLOWPOKE池式核供热堆为医院和学校供热，功率为2MW，堆芯出口温度为80摄氏度，而瑞士也设计了一款深水池式供热堆。 

　　1989年，清华大学建成了世界上首个专用的压力壳式的5MW水冷供热堆。针对不同用途，目前已开发出NHR200-I型和NHR200-II型两种型号的供热堆，前者用于城市供热、热法海水淡化工艺，后者主要用于工业蒸汽、热膜混合海水淡化工艺。 

　　据中核集团泳池式低温供热堆总设计师柯国土介绍，从各国发展核能供热的实践看，核能供热可分为两种方式，一种利用核电厂的乏汽供热，另一种是专用供热堆。而目前世界上应用最广泛的核能供热方式为热电联产，共有57座反应堆热电联供，占所有运行核电机组的10%，主要分布于寒冷的东欧。“核能区域供热的安全性和可靠性已经得到充分验证，至今累计了超过1000堆年的应用经验，未发生核安全相关的事件和事故。” 

　　业内专家称，专用供热堆短期内工程示范的可能性很大。记者了解到，此次中核推出的“燕龙”堆就计划在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。 

　　“燕龙”堆安全经济吗？ 

　　“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。 

　　那么，作为反应堆，“燕龙”的安全性如何？ 

　　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，可靠收集万一泄漏的放射性废液，确保不泄露到厂房外，实现“零排放”。尤其是，增设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表示，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。 

　　在经济方面，“燕龙”供热的热价如何？是否可以实现对燃煤的替代？ 

　　相关统计显示，池式供热堆的供热热价为40元/GJ，与燃煤供暖锅炉热价相当。一座400MW核能供热堆可供约2000万平方米建筑面积，每年替代32万吨燃煤，对比燃煤可减排烟尘3200吨、灰渣10万吨、二氧化碳52万吨、二氧化硫6000吨、氮氧化物2000吨。 

　　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，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4个月，池式供热堆的经济性可以和燃煤锅炉相当。