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对话研究院 | 中国工程院院士叶奇蓁:深度剖析核能供热技术与应用 加速实现中国供热领域的产业升级
发表时间:2019-08-19     阅读次数:     字体:【

近年来,核能供热的话题受到了人们的广泛关注,那么我国核能供热的技术现状如何呢?目前池式堆在世界上广泛应用,技术成熟度高,在半个多世纪累计约10000堆年的运行实践中均保持了良好的安全记录,我国也已建成11座,累计安全运行300多堆年。低温池式供热堆是一种安全、经济、高能量密度的核能供热系统,它的固有安全性体现在将堆芯设置在深水池底部,在任何事故下,依赖反应堆固有负反馈特性可实现自动停堆;具有优异的外部事件防护能力,可以切实消除大规模放射性释放,无需厂外应急;过滤废水收集系统可收集万一泄漏的放射性废液,实现近“零排放”,易于贴临居住区建设。 本期对话研究院的主题是《深度剖析核能供热技术与应用,加速实现中国供热领域的产业升级》,由启迪能源环境联合研究院科技转化中心副主任韩峰主持。


本期嘉宾


叶奇蓁:中国工程院能源与矿业工程学部院士、现任中核集团科技委副主任、国防科学技术工业局专家委委员、核安全专家委员会委员,曾任中国核工程公司副总经理、核电秦山联营有限公司副总经理、秦山二期工程总设计师。


田力:中国电力发展促进会核能分会副会长、启迪新核(北京)能源科技有限公司董事长。


主持人:大家好,欢迎来到启迪能源环境联合研究院第五期<对话研究院>栏目。本期栏目的主题是深度剖析核能供热技术与应用,加速实现中国供热领域的产业升级,我是本期栏目的主持人韩峰。今天,我们很荣幸的邀请到了中国工程院能源与矿业工程学部院士叶奇蓁老师和中国电力发展促进会核能分会副会长、启迪新核(北京)能源科技有限公司董事长田力老师,欢迎两位嘉宾的到来!


田力:叶院士,您好,自2015年开始推动核能供暖工作后,地方政府、核能分会、相关单位及行业人士等对其关注度较高,您认为应如何加速核能供热产业的快速落地?


叶奇蓁:目前核能供热在我国是一种新鲜事物,但在国际上已有实际应用的案例。当前重要的是建好我国首个核能供热示范工程,池式低温供热堆具有固有安全、与热网适配性好、环保效益显著等特点,但是应按照哪种标准设计是重点。如果按照大功率、高参数的核电站的标准来设计,则会涉及到一系列问题。这就要求我们要集中力量建好示范工程,通过固有安全性高、无放射性影响的示范工程来解决这些问题,做到充分将理论与实践相结合,并进一步推广应用。


田力:请问叶院士,核能供热的规范标准与示范工程是否可以同步进行,还是需要在建设示范工程之前先编制好相应的规范标准?


叶奇蓁:实践是检验真理的唯一标准,核能供热的规范标准与示范工程是可以同步进行的。考虑到核能供热的固有安全性,规范标准可以按照示范工程的实际情况来制定,要不同于核电站的具体规范标准,并适应于池式低温供热堆的应用与推广。二者同时进行,示范工程既可检验核能供热技术,又可检验规范标准是否符合实际。新鲜事物的出现,会产生许多需要大家共同探索的问题,这就要求我们用发现的眼光、钻研的思维、创新的技术去研究、去进步。


田力:正如叶院士所讲,无论是国家能源局还是国家核安全局,都应该抱着开放、创新的态度来支持核能供热示范工程的开展,避免按照核电站的规范标准执行后产生的约束核能供热发展的问题。


田力:针对一些地区存在地质、地震适应性不符合建立核电站的标准,同时也不适合开展核能供热的问题,且目前专家没有建立池式低温供热堆的评审标准。因此,在很多地区发展核能供热也会问题重重,您建议我们应该怎么做?


叶奇蓁:针对这种情况,我们首先需要建好一个核能供热的示范工程。核电站的规模较大,安全性尤为重要,其规范标准十分严格。池式低温供热堆相比于核电站建设在地下,应对地震需要留有多大余量的问题是有待考虑的。水利方面的地下工程案例较多,比如汶川地震发生后,地面上的建筑基本上被完全破坏,但是在建设在山洞里的水电站,其变电装置及设备都完好无损。也就是说,地下建设的一些设施抗震性高于地面。池式低温供热堆建设在地下,具有低功率和低参数的特点,所以我们要实事求是地在实践中去解决问题,把示范工程建设好,在检验技术的同时,制定合理的规范标准,才能很好地解决这些问题。


田力:正如叶院士所讲,要区分池式低温供热堆与核电站的区别,区分地面与地下建筑的区别。随着核能供热的热度越来越高,有大型核电厂的热电联供、有池式堆、壳式堆、池壳混合堆等,您认为在核能供暖方面,这些类型是否全部需要,或者是否可以统一?


叶奇蓁:应该分情况来讲,如果在核电站附近,可以在核电站发电侧采取抽气供热。核电站热电联供可以提高效率、经济实用,且从蒸汽侧供热较为安全;因为热网不同于电网,输送距离有限,这样可以有效解决核电站附近的供热问题。若一些地区附近没有核电站,则适合用池式低温供热堆,安全系数较高,可以满足一定范围内的供热需求,还可以解决散煤供热带来的大气污染问题。北方的工业供热比较特殊,需要较高的温度,在这种情况下就需要特殊处理,另想办法解决。但针对居民用户的采暖供热,可以采取以上两种方案。


田力:叶院士,您好,在核能供热的市场推进中,有两个强烈的需求,一是贯彻大气治理的要求,中国近500个化工园区的工业用热需求;另一个是北方地区传统的热电厂到期关停后涉及到的厂址、员工以及为当地提供供暖的社会责任的问题,是否可以将其建设为核能供热来解决这些问题,请您谈一下您的建议?


叶奇蓁:一部分热电联供的火电厂起初都建设在坑口电站,煤资源丰富,随着煤资源的减少及枯竭,燃煤电厂面临着关停,供暖问题就应运而生,若靠其他地区的煤来支持电厂的运营,就会大大降低效率、增加成本。如果在这个厂内进行池式堆供暖,在保障居民用暖的同时,可以用电网来解决电的问题,这样就用高效清洁的方式取代了老旧的热电联供的火电厂,既改善了环境,又解决了社会问题和产业工人的就业问题。不仅不需要征地,还很好地利用了热网。如果工业园区需要较高参数的蒸汽或者水等,核电站较远,长距离运输成本较高,可以采用多用途小型核能装置,可以发电、供汽、供暖,还可以在海边实现海水淡化。这就要求我们具体问题具体分析,根据不同产业园区的需求进行专项设计,专项解决,充分发挥核能的用武之地。


田力:我们知道核电站的建设周期较长,个性化的设计、制造、安装规则不够标准化。但现在城市供暖及化工园区的建设等需要缩短周期,希望在1-2年即建成投产。想请教您,池式低温供热堆是否可以实现标准化的统一生产,即用即安?


叶奇蓁:这个一个是非常好的设想,系列化、模块化的生产是可以实现的。比如400MW、200MW的模块实现分批生产,就可以满足多兆瓦模块的需求,比如600MW的安装,即把一个400MW和一个200MW的安装在一起就可以,小堆也是如此。如果可以在工厂实现标准化的模块生产,可以随时运到不同的安装现场,与项目建设同时进行,会提高效率的同时缩短建设周期,并利于管理和维护。


田力:希望在模块化、标准化的统一生产实现后,通过大数据、物联网、人工智能等技术平台进行管理,由少人值守过渡到无人值守,提高自动化水平,将核能供热打造成一个智能化的产品。


非常感谢叶院士和田老师给我们的分享,也非常感谢大家关注核能供热这个话题。今天雾霾问题和清洁取暖成为人们关注的焦点,通过今天田老师和叶院士的对话,我们希望由燃煤向核能转变的国内先进供热能源项目受到更多重视,迈出更大步伐,期待核能供热在能源革命中发挥越来越大的作用欢迎继续关注启迪能源环境联合研究院《对话研究院》栏目,下期再见!


 
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