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产业报告2019丨技术篇:九、核能供热技术之低温核供热模式

发布者:CHIC | 日期:2020-07-22 | 来源:CHIC | 阅读:1252

第三篇 技术篇

九、核能供热技术

2.低温核供热模式

我国核能供热反应堆研发可追溯至上世纪80年代。1983年,清华大学原有池式研究堆实现首次核能低温供热实验;1984年,原国家科委批准在清华大学核能所建一座5MW核供热试验堆;1986年,低温核供热列为国家“七五”科技攻关项目;1989年,50MW低温核供热堆正式临界启动,一次成功完成72小时满功率连续运行实验。在技术上逐渐形成池式供热堆和壳式供热堆两种类型。其中,池式供热堆以游泳池实验堆为原型,壳式供热堆由主流压水堆核电站技术演进而来。前者代表是中核集团的“燕龙”泳池式低温供热堆,而后者代表是中广核集团的NHR200-II低温供热堆技术(如图3-28所示)。

图3-28 泳池式低温供热站示意图

核能供热技术成熟且安全可靠,国内外均有运行的成熟经验。全球共有200多座泳池式反应堆,积累10000多堆年(反应堆正常运行1年)的安全运行记录。国内建成10余座泳池,累计安全运行近500堆年。2017年1月,中国原子能科学研究院通过对已运行53年的泳池式反应堆进行改造,成功为该院共计约10000m2的两栋办公楼和一座厂房提供核能供热,完成了168小时考验。

表3-5低温核供热主要设计指标和技术经济指标

表3-6低温核供热与化石燃料环境排放对比表

来源:中国电力发展促进会核能分会(注:计算所用煤为实物煤5500大卡/千克;同时对比的是小型燃煤锅炉,其热效率为70%左右)

核能是零碳能源,是能源安全的重要战略构成,但也存在铀资源及核废料长远处置问题。江亿院士认为,在我国持续推进清洁供暖的背景下,核能供热的经济优势明显。“天然气锅炉初投资300元/kW,运行成本70元/GJ;深层地热(聚热形)初投资8500元/kW,运行成本20元/GJ;低温核供热堆初投资3250元/kW,运行成本8元/GJ,其他折合40元/GJ。”核能供暖还能有效调和北方地区热电比矛盾:燃煤热电联产热电比为1.3~2.5,燃气热电联产热电比为0.55~1;若采用核电热电联产,可增加源侧供热量,减少发电量。

核能供热价格也具有竞争力。经过初步投资估算和财务分析,总投资约15亿元的单堆工程(400MW)可供热面积约1000万m2,建设周期3年内,运行寿期60年,全部设备均能实现自主化。在全年5个月采暖期内,供热价约40元/GJ,与燃煤供热锅炉相当,每年仅节约碳税和运输成本就达到3000万元。


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