池式低溫供熱堆如何滿足供熱需求

文 | 王乃彥

中國科學院院士、中國原子能科學研究院研究員

當前，我們北方每年采暖范圍遍布17個省、市、自治區，采暖的人口達到7億以上。而集中供熱的熱源仍以熱電聯產和區域鍋爐房為主，每年供暖消耗煤炭已超過5億噸，造成了很大污染。能源結構和產業升級形勢嚴峻，尋找替代的清潔能源已成燃眉之急。

低溫供熱堆長期在低溫下運行，具有固有安全性、可靠性高、技術成熟、系統簡單、運行穩定、占地面積小等優點，并且建造成本低、運行維護方便。

目前，國內已建成多座池式堆，如中國原子能科學研究院的49-2堆、微堆、CARR堆、累積運行超過了300座。

池式低溫供熱堆由于是常壓低溫運行，以及非能動余熱排出方式，在正常運行和事故工況下，堆本體均不會出現超壓、失冷和堆芯的裸露，堆芯熔化幾率基本為零，具有很高的固有安全性，可做到不需要廠外應急。

低溫供熱堆系統簡單，堆芯和設備易拆除和處置、且水池屏蔽效果顯著，放射性源項小、乏燃料可統一處理，同時易于退役，廠址很容易恢復綠色重復應用，民眾擔憂的安全性可以得到保障。

此外，從環保性和經濟性的角度考量，池式低溫供熱堆也有其很大的優點。

在建設投資上，與其他的化石能源供熱相比，池式低溫供熱堆建設投資約是同規模燃煤鍋爐的2至3倍，但運行成本遠低于燃煤鍋爐，而且使用壽命達到60年，是燃煤鍋爐的2至4倍，根據初步計算表明，如果每年供暖的時間是4個月，池式供熱堆的經濟性可以和燃煤鍋爐相當。與此同時，還可以考慮其它應用，如夏天用于制冷，以及開發利用其中的中子進行核技術應用。

因此，簡單形式的深水池式堆完全可以滿足供熱要求，特別是作為基本熱源承擔采暖基本負荷時，是較為經濟合理的一種供熱方式，單堆功率選擇在400MW左右，可與大中城市熱電聯產熱網規模相匹配；單堆功率選擇200MW，可與小城市區域鍋爐房熱網規模相匹配。

筆者非常高興前不久參加了中國工程院院士、清華大學建筑節能研究中心主任江億的一個課題開題會，也很榮幸成為該課題組的成員。在會上，江億院士用充分的數據來說明低溫的核能低溫池式供熱堆具有非常好的性能：兩個熱管傳輸出去直徑都是1.4米，傳輸距離可以達到70公里。

綜上所述，以低溫供熱堆替代核電廠和區域鍋爐房熱源承擔城市基本熱負荷，以燃氣鍋爐等其他清潔能源作為調峰熱源，是緩解化石能源環境污染的一種有效、可行的方法。

此外，筆者還建議將核能納入供熱規劃，積極推進核能供熱示范項目建設，以實現核能取代燃煤鍋爐，造福百姓。