核能集中供熱系統(tǒng)優(yōu)越性分析

卞超 辛凱

江蘇核電有限公司 江蘇連云港 222000

霧霾對我們的生活環(huán)境造成了影響，降低了我們的生活質(zhì)量，目前，北方地區(qū)的供熱手段主要以燃煤為主，煤炭燃燒產(chǎn)生的廢棄排放物是產(chǎn)生大氣污染的主要原因，而如果能夠?qū)⒑四苓@種清潔能源投入到北方市場的供暖中[1]，將有效的減少由于燃煤產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，因此，在城市供熱系統(tǒng)中使用綠色能源對我國的環(huán)境發(fā)展意義重大，而核能源作為新型清潔能源具有高性能、高收益的特點，隨著核反應(yīng)堆安全技術(shù)的不斷提升，核能供熱的安全性已經(jīng)達到了標(biāo)準(zhǔn)，本文就核能供熱系統(tǒng)發(fā)展的背景、目前國內(nèi)研發(fā)的核供熱系統(tǒng)案例分析核供熱的優(yōu)越性，為核供熱技術(shù)的推廣提供支持。

1 核能供熱發(fā)展背景

我國的供熱模式主要是通過燃燒煤炭進行的，北方城市冬季溫度較低，因此冬季會采取集中供熱的形式保證人的正?；顒?，而目前北方的供暖主要是使用燃煤，向小區(qū)內(nèi)持續(xù)輸送熱水達到供暖的效果，而煤炭燃燒后會產(chǎn)生大量污染物，雖然產(chǎn)生的污染物都會經(jīng)過特殊處理后排放，但燃燒產(chǎn)生的粉塵顆粒等物質(zhì)并不能完全消失，近年來在北方時常出現(xiàn)的霧霾天氣，與之息息相關(guān)，為了探索綠色環(huán)保的低碳能源，核能供熱技術(shù)被學(xué)者提出，目前核反應(yīng)堆技術(shù)的安全性已經(jīng)逐步提高，而核能是新型的清潔能源，且在供熱領(lǐng)域具有較強的效率，核能供熱正是基于此背景下發(fā)展的。

2 核能供熱實例分析

核燃料是高效的清潔能源，7g核燃料燃燒釋放的熱量等價于6噸煤炭燃燒釋放的熱量，且隨著核能供電、供熱技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)具備了可行性與安全性，目前國內(nèi)外針對核能供熱的反應(yīng)堆選擇、經(jīng)濟效益、產(chǎn)生的影響等進行了大量的實驗，最早發(fā)展核能供熱的是蘇聯(lián)，而我國于1989年也開發(fā)了熱功率為5MW的供熱堆型NHR-5，1971年開始，核能供熱主要作用于俄羅斯、加拿大、法國等國家的商業(yè)用途中，至2007年，核能供熱堆已經(jīng)大量安全運行，證實了核能供熱的安全性，而在上述核能供熱期間，供熱情況一直保持良好，溫度較為穩(wěn)定，可以看出，核能供熱已經(jīng)具有完備的條件以及廣大的市場[2]。我國清華核研究院研發(fā)的供熱堆，運行至今已經(jīng)進行了四次優(yōu)化，供熱程度也大大提高，能夠滿足工業(yè)需求，此外，還研發(fā)了低溫供熱堆，作用于汽水聯(lián)供、海水淡化等工程中，該反應(yīng)堆主要采用了一體化自穩(wěn)壓設(shè)計，結(jié)合負溫度反應(yīng)系數(shù)與自然循環(huán)冷卻技術(shù)，提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟效益及可靠性，具有運行參數(shù)低、熱慣性大的特點，同時還配備了可靠的停堆系統(tǒng)，在自然規(guī)律下，既滿足了各項功能需求，還保障了核供熱堆的高效性與安全性。據(jù)悉，山東海陽核電站核能供熱二期項目計劃于今年供暖季建成投運，預(yù)計將實現(xiàn)山東省海陽城區(qū)居民核能供熱全覆蓋。利用現(xiàn)有核電站資源參與核能供熱項目，不僅能減小因電網(wǎng)調(diào)峰導(dǎo)致的機組核功率波動，保障機組安全穩(wěn)定運行，也有助發(fā)揮核能作為清潔能源的多用途優(yōu)勢。

3 核能供熱優(yōu)越性

3.1 節(jié)能環(huán)保

核燃料燃燒能夠釋放大量的熱能，相關(guān)研究顯示，400MW的燃煤供熱堆每年需要燃燒300萬噸煤炭進行供暖，煤炭燃燒后每年會產(chǎn)生64萬噸二氧化碳、5000噸二氧化硫、1600噸氮氧化物、5000噸煙塵及5萬噸灰渣，每人每年會受到0.013毫希放射性劑量影響，而產(chǎn)生相同的熱量僅需燃燒核燃料26噸，燃燒僅會產(chǎn)生0.005毫希/人·年的劑量影響，不僅減少了污染物的排放，還大大減少了資源的消耗以及運輸?shù)膲毫?，具有較高的環(huán)保效益。同時，我國制定了2030年前碳排放量達峰值、2060年實現(xiàn)碳中和的重大環(huán)保目標(biāo)，發(fā)展核能供熱有利于促進我國節(jié)能減排工作，實現(xiàn)綠色發(fā)展。

3.2 具有經(jīng)濟競爭性

使用核能供熱具有運行成本低、維護方便、使用壽命長等特點，具有較好的經(jīng)濟效益，能夠作為基荷熱源大規(guī)模使用，且核燃料燃燒后無大氣污染物的排放，與其他供熱方式相比具有很強的競爭力。目前常見的燃煤供熱成本低，煤炭資源豐富，但污染嚴(yán)重，被清潔能源代替是大勢所趨；地?zé)崾艿赜蛳拗戚^大且成本較高，用電取暖節(jié)能環(huán)保且運行安全，但價格最高，升溫較慢，與市場上其他的能源相比，核能供熱具有較大的經(jīng)濟效益，且供熱穩(wěn)定，安全可靠。

3.3 國內(nèi)市場廣闊

核能供熱具有廣闊的市場，在我國冬季寒冷的北方地區(qū)及污染嚴(yán)重的江蘇等地區(qū)是核能供熱發(fā)展的主要市場，使用清潔能源替代燃煤鍋爐，有助于減少污染，改善大氣環(huán)境。另外，隨著南方極寒天氣頻頻出現(xiàn)，人們對集中供暖的需求越來越迫切，同時多數(shù)核電基地也坐落于東南沿海城市，可以充分利用部分核電基地現(xiàn)有設(shè)施在局部城市試點建設(shè)核能發(fā)電-供熱一體式工程。

4 結(jié)語

核能作為新興的清潔能源，被人們廣泛關(guān)注，經(jīng)過大量的研究及實驗的證實，已經(jīng)驗證了核反應(yīng)堆的安全性及高效性，因此可以逐步應(yīng)用于區(qū)域集中供暖，核能集中供熱具有節(jié)能環(huán)保、零污染排放、運行成本低、維護方便等特點，具有廣闊的市場潛力，且符合我國可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排的戰(zhàn)略要求，應(yīng)加大核能供熱的推廣與應(yīng)用。本文主要論述了核能供熱的發(fā)展背景，分析了核能供熱實例，證實了核能供熱的安全可靠性，結(jié)合理論與實際情況，總結(jié)了核能供熱的優(yōu)越性，旨在為核能供熱的推廣提供群眾科普性依據(jù)。核能作為新能源，人們的接受度較低，相關(guān)部門共同加大科普宣傳，推動核能的科普工作，積極利用社交媒體進行宣傳，使群眾能夠正確認(rèn)識核能源，消除恐慌情緒，政府部門也應(yīng)該加大核能供熱技術(shù)的研發(fā)及經(jīng)濟上的支持，以提升核能供熱技術(shù)的效率及可靠性，此外可以采取局部試點工作，選取北方特定地區(qū)作為示范區(qū)，采用核能集中供熱，以此作為突破口，推動國內(nèi)核能供熱行業(yè)的發(fā)展。