池式低温供热堆如何满足供热需求

文 | 王乃彦

中国科学院院士、中国原子能科学研究院研究员

当前，我们北方每年采暖范围遍布17个省、市、自治区，采暖的人口达到7亿以上。而集中供热的热源仍以热电联产和区域锅炉房为主，每年供暖消耗煤炭已超过5亿吨，造成了很大污染。能源结构和产业升级形势严峻，寻找替代的清洁能源已成燃眉之急。

低温供热堆长期在低温下运行，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、运行维护方便。

目前，国内已建成多座池式堆，如中国原子能科学研究院的49-2堆、微堆、CARR堆、累积运行超过了300座。

池式低温供热堆由于是常压低温运行，以及非能动余热排出方式，在正常运行和事故工况下，堆本体均不会出现超压、失冷和堆芯的裸露，堆芯熔化几率基本为零，具有很高的固有安全性，可做到不需要厂外应急。

低温供热堆系统简单，堆芯和设备易拆除和处置、且水池屏蔽效果显著，放射性源项小、乏燃料可统一处理，同时易于退役，厂址很容易恢复绿色重复应用，民众担忧的安全性可以得到保障。

此外，从环保性和经济性的角度考量，池式低温供热堆也有其很大的优点。

在建设投资上，与其他的化石能源供热相比，池式低温供热堆建设投资约是同规模燃煤锅炉的2至3倍，但运行成本远低于燃煤锅炉，而且使用寿命达到60年，是燃煤锅炉的2至4倍，根据初步计算表明，如果每年供暖的时间是4个月，池式供热堆的经济性可以和燃煤锅炉相当。与此同时，还可以考虑其它应用，如夏天用于制冷，以及开发利用其中的中子进行核技术应用。

因此，简单形式的深水池式堆完全可以满足供热要求，特别是作为基本热源承担采暖基本负荷时，是较为经济合理的一种供热方式，单堆功率选择在400MW左右，可与大中城市热电联产热网规模相匹配；单堆功率选择200MW，可与小城市区域锅炉房热网规模相匹配。

笔者非常高兴前不久参加了中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿的一个课题开题会，也很荣幸成为该课题组的成员。在会上，江亿院士用充分的数据来说明低温的核能低温池式供热堆具有非常好的性能：两个热管传输出去直径都是1.4米，传输距离可以达到70公里。

综上所述，以低温供热堆替代核电厂和区域锅炉房热源承担城市基本热负荷，以燃气锅炉等其他清洁能源作为调峰热源，是缓解化石能源环境污染的一种有效、可行的方法。

此外，笔者还建议将核能纳入供热规划，积极推进核能供热示范项目建设，以实现核能取代燃煤锅炉，造福百姓。