這個冬天，似乎格外寒冷。

11月28日，也是在北京，中核集團(tuán)正式對外發(fā)布了我國自主研發(fā)的低溫供熱核反應(yīng)堆型號和代號。截止到當(dāng)天中國原子能科學(xué)研究院啟動的供熱演示項(xiàng)目——泳池式輕水反應(yīng)堆（49-2堆）實(shí)現(xiàn)安全供熱滿168小時(shí)，為該院部分辦公樓供熱，面積約1萬平方米。這標(biāo)志著我國在核能供熱技術(shù)領(lǐng)域的自主研發(fā)取得重要進(jìn)展，為我國利用清潔能源供暖提供了新選擇。

11月28日，在原子能院泳池式輕水反應(yīng)堆（49-2堆）實(shí)現(xiàn)安全連續(xù)供熱168小時(shí)之際，中核集團(tuán)在京正式發(fā)布其自主研發(fā)、可用來實(shí)現(xiàn)區(qū)域供熱的“燕龍”泳池式低溫供熱堆（DHR-400）。

核能供熱，就是以核反應(yīng)堆替代燃煤鍋爐或燃?xì)忮仩t，為區(qū)域供熱，被稱為“不冒煙的鍋爐”。

總設(shè)計(jì)師柯國土介紹，中核集團(tuán)將泳池式低溫供熱堆型號、代號分別確定為“燕龍”和“DHR-400”?！癉HR-400”意為區(qū)域供熱反應(yīng)堆，“400”指核反應(yīng)堆熱功率400MW（兆瓦），這是目前世界在研最大的供熱核反應(yīng)堆。

據(jù)測算，一座400MW的“燕龍”低溫供熱堆，供暖建筑面積可達(dá)約2000萬平方米，相當(dāng)于20萬戶三居室。

核能供熱并非新我國提出的新概念。早在上世紀(jì)60年代，世界上第一座實(shí)現(xiàn)民用核能供熱的核電站——瑞典原型核動力反應(yīng)堆Agesta實(shí)現(xiàn)連續(xù)供熱十年。到了70年代，俄羅斯、保加利亞、瑞士、羅馬尼亞等國就研發(fā)建造了很多核能供熱系統(tǒng)，作為區(qū)域集中供熱或工業(yè)供熱熱源，并積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，池式供熱系統(tǒng)發(fā)展也拉開了大幕。

之后的80年代，加拿大建成的SLOWPOKE池式核供熱堆為醫(yī)院和學(xué)校供熱，功率為2MW，堆芯出口溫度為80攝氏度，瑞士也設(shè)計(jì)了一款深水池式供熱堆。

1989年，清華大學(xué)建成了世界上首個專用的壓力殼式的5MW水冷供熱堆。針對不同用途，目前已開發(fā)出NHR200-I型和NHR200-II型兩種型號的供熱堆，前者用于城市供熱、熱法海水淡化工藝，后者主要用于工業(yè)蒸汽、熱膜混合海水淡化工藝。

在我國核工業(yè)界，49-2泳池式輕水反應(yīng)堆早已大名鼎鼎，它從1959年開始建造，1964年12月20日首次達(dá)到臨界，是我國自行設(shè)計(jì)、建造的第一座反應(yīng)堆，也是我國唯一一座運(yùn)行壽期超過50年的反應(yīng)堆，曾為我國“兩彈一艇”研制做出了巨大貢獻(xiàn)。作為工程材料的試驗(yàn)堆，49-2堆初期主要用于軍民用的燃料元件考驗(yàn)，后期用于結(jié)構(gòu)材料和燃料元件輻照考驗(yàn)、核儀器儀表輻照試驗(yàn)、放射性同位素生產(chǎn)、單晶硅中子摻雜、活化分析及運(yùn)行人員培訓(xùn)等。

中國原子能科學(xué)研究院的資料顯示，池式堆的堆芯位于水池底部，始終處于淹沒狀態(tài)；在任何事故下，依賴反應(yīng)堆固有的負(fù)反饋特性可實(shí)現(xiàn)自動停堆。而且，停堆后不采取任何余熱冷卻手段，1800噸水可以確保20多天堆芯不裸露，實(shí)現(xiàn)“零堆熔”。而燃料包殼、堆水池、深埋地下和密封廠房等四道屏障，可有效隔離放射性。此外，廢水收集系統(tǒng)的設(shè)置，可靠收集萬一泄漏的放射性廢液，確保不泄露到廠房外，實(shí)現(xiàn)“零排放”。尤其是，增設(shè)壓力較高的隔離回路，確保放射性與熱網(wǎng)隔離。

“燕龍”就是中核集團(tuán)在泳池式研究堆五十多年安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，針對北方城市供暖需求開發(fā)的一種安全經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保的堆型產(chǎn)品，其原理是將反應(yīng)堆堆芯放置在一個常壓水池的深處，利用水層的靜壓力提高堆芯出口水溫以滿足供熱要求。熱量通過兩級交換傳遞給供熱回路，再通過熱網(wǎng)將熱量輸送給千家萬戶。

據(jù)悉，今年1月11日，中核集團(tuán)向北京市人民政府提交了《關(guān)于中核集團(tuán)在黨建、核電走出去、核能減霾和科技創(chuàng)新等領(lǐng)域與北京市融合發(fā)展情況的報(bào)告》，在核能供熱示范中提出泳池式低溫供熱堆。

3月13日，中核集團(tuán)決定對泳池式低溫供熱堆項(xiàng)目立項(xiàng)、明確由中國原子能科學(xué)研究院牽頭，利用49-2堆開展泳池式堆城市供熱可行性研究及演示。

11月8日，國家核安全局批準(zhǔn)49-2泳池式反應(yīng)堆低溫供熱改造方案。

在過去一周內(nèi)，這座供熱反應(yīng)堆所在的廠房和另外兩座辦公樓都實(shí)現(xiàn)了核能供熱。

柯國土總師介紹，從各國發(fā)展核能供熱的實(shí)踐看，核能供熱可分為兩種方式，一種利用核電廠的乏汽供熱，另一種是專用供熱堆。而目前世界上應(yīng)用最廣泛的核能供熱方式為熱電聯(lián)產(chǎn)，共有57座反應(yīng)堆熱電聯(lián)供，占所有運(yùn)行核電機(jī)組的10%，主要分布于寒冷的東歐?！昂四軈^(qū)域供熱的安全性和可靠性已經(jīng)得到充分驗(yàn)證，至今累計(jì)了超過1000堆年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，未發(fā)生核安全相關(guān)的事件和事故?！?

低溫供熱監(jiān)控室

中核集團(tuán)總經(jīng)理錢智民說，作為泳池式低溫供熱堆“演示驗(yàn)證-示范工程-商業(yè)推廣”三步走發(fā)展戰(zhàn)略的第一步，49-2堆先后開展了供熱工況的熱工水力校核、供熱回路及其控制系統(tǒng)改造等工作，而且經(jīng)過168小時(shí)運(yùn)行，效果良好，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。中核集團(tuán)后續(xù)將繼續(xù)開展供熱參數(shù)影響、熱網(wǎng)負(fù)荷變化等供熱工況，對反應(yīng)堆調(diào)節(jié)特性影響、核供熱安全性和智能化控制系統(tǒng)的研究工作。這些基礎(chǔ)研究成果將指導(dǎo)燕龍型號研發(fā)，為燕龍示范工的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

“核能作為一種安全、清潔的能源，為我國冬季綠色供暖提供了新選擇?！敝袊茖W(xué)院王乃彥院士表示，作為一種技術(shù)成熟、安全性高的堆型，“燕龍”池式低溫供熱堆具有“零”排放、投資少等特點(diǎn)，占地面積小，選址靈活，內(nèi)陸沿海均可，，廠址可以選在城市附近，非常適合北方內(nèi)陸，反應(yīng)堆退役后廠址還可實(shí)現(xiàn)綠色復(fù)用，而且供熱堆使用壽命為60年，供熱的性價(jià)比優(yōu)于燃?xì)?，與燃煤也有經(jīng)濟(jì)可比性。

相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，池式供熱堆的供熱熱價(jià)為40元/GJ，與燃煤供暖鍋爐熱價(jià)相當(dāng)。一座400MW核能供熱堆可供約2000萬平方米建筑面積，每年替代32萬噸燃煤，對比燃煤可減排煙塵3200噸、灰渣10萬噸、二氧化碳52萬噸、二氧化硫6000噸、氮氧化物2000噸。

在建設(shè)投資上，與其他化石能源供熱相比，池式低溫供熱堆建設(shè)投資約是同等規(guī)模燃煤鍋爐的2-3倍，但運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于燃煤鍋爐，使用壽命60年，是燃煤鍋爐的2-4倍。據(jù)初步計(jì)算表明，如果每年供暖時(shí)間為4個月，池式供熱堆的經(jīng)濟(jì)性可以和燃煤鍋爐相當(dāng)。

據(jù)了解，此次中核推出的“燕龍”堆就計(jì)劃在2018年底完成示范項(xiàng)目核準(zhǔn)，2020年后在北方地區(qū)開展商業(yè)化推廣。

觀察者網(wǎng)綜合中核集團(tuán)官網(wǎng)、科技日報(bào)、中國能源報(bào)等報(bào)道