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對話研究院 | 中國工程院院士葉奇蓁:深度剖析核能供熱技術與應用 加速實現中國供熱領域的產業升級
發表時間:2019-08-19     閱讀次數:     字體:【

近年來,核能供熱的話題受到了人們的廣泛關注,那么我國核能供熱的技術現狀如何呢?目前池式堆在世界上廣泛應用,技術成熟度高,在半個多世紀累計約10000堆年的運行實踐中均保持了良好的安全記錄,我國也已建成11座,累計安全運行300多堆年。低溫池式供熱堆是一種安全、經濟、高能量密度的核能供熱系統,它的固有安全性體現在將堆芯設置在深水池底部,在任何事故下,依賴反應堆固有負反饋特性可實現自動停堆;具有優異的外部事件防護能力,可以切實消除大規模放射性釋放,無需廠外應急;過濾廢水收集系統可收集萬一泄漏的放射性廢液,實現近“零排放”,易于貼臨居住區建設。 本期對話研究院的主題是《深度剖析核能供熱技術與應用,加速實現中國供熱領域的產業升級》 ,由啟迪能源環境聯合研究院科技轉化中心副主任韓峰主持。


本期嘉賓


葉奇蓁:中國工程院能源與礦業工程學部院士、現任中核集團科技委副主任、國防科學技術工業局專家委委員、核安全專家委員會委員,曾任中國核工程公司副總經理、核電秦山聯營有限公司副總經理、秦山二期工程總設計師。


田力:中國電力發展促進會核能分會副會長、啟迪新核(北京)能源科技有限公司董事長。


主持人:大家好,歡迎來到啟迪能源環境聯合研究院第五期<對話研究院>欄目。本期欄目的主題是深度剖析核能供熱技術與應用,加速實現中國供熱領域的產業升級,我是本期欄目的主持人韓峰。今天,我們很榮幸的邀請到了中國工程院能源與礦業工程學部院士葉奇蓁老師和中國電力發展促進會核能分會副會長、啟迪新核(北京)能源科技有限公司董事長田力老師,歡迎兩位嘉賓的到來!


田力:葉院士,您好,自2015年開始推動核能供暖工作后,地方政府、核能分會、相關單位及行業人士等對其關注度較高,您認為應如何加速核能供熱產業的快速落地?


葉奇蓁:目前核能供熱在我國是一種新鮮事物,但在國際上已有實際應用的案例。當前最重要的是建好我國首個核能供熱示范工程,池式低溫供熱堆具有固有安全、與熱網適配性好、環保效益顯著等特點,但是應按照哪種標準設計是重點。如果按照大功率、高參數的核電站的標準來設計,則會涉及到一系列問題。這就要求我們要集中力量建好示范工程,通過固有安全性高、無放射性影響的示范工程來解決這些問題,做到充分將理論與實踐相結合,并進一步推廣應用。


田力:請問葉院士,核能供熱的規范標準與示范工程是否可以同步進行,還是需要在建設示范工程之前先編制好相應的規范標準?


葉奇蓁:實踐是檢驗真理的唯一標準,核能供熱的規范標準與示范工程是可以同步進行的。考慮到核能供熱的固有安全性,規范標準可以按照示范工程的實際情況來制定,要不同于核電站的具體規范標準,并適應于池式低溫供熱堆的應用與推廣。二者同時進行,示范工程既可檢驗核能供熱技術,又可檢驗規范標準是否符合實際。新鮮事物的出現,會產生許多需要大家共同探索的問題,這就要求我們用發現的眼光、鉆研的思維、創新的技術去研究、去進步。


田力:正如葉院士所講,無論是國家能源局還是國家核安全局,都應該抱著開放、創新的態度來支持核能供熱示范工程的開展,避免按照核電站的規范標準執行后產生的約束核能供熱發展的問題。


田力:針對一些地區存在地質、地震適應性不符合建立核電站的標準,同時也不適合開展核能供熱的問題,且目前專家沒有建立池式低溫供熱堆的評審標準。因此,在很多地區發展核能供熱也會問題重重,您建議我們應該怎么做?


葉奇蓁:針對這種情況,我們首先需要建好一個核能供熱的示范工程。核電站的規模較大,安全性尤為重要,其規范標準十分嚴格。池式低溫供熱堆相比于核電站建設在地下,應對地震需要留有多大余量的問題是有待考慮的。水利方面的地下工程案例較多,比如汶川地震發生后,地面上的建筑基本上被完全破壞,但是在建設在山洞里的水電站,其變電裝置及設備都完好無損。也就是說,地下建設的一些設施抗震性高于地面。池式低溫供熱堆建設在地下,具有低功率和低參數的特點,所以我們要實事求是地在實踐中去解決問題,把首個示范工程建設好,在檢驗技術的同時,制定合理的規范標準,才能很好地解決這些問題。


田力:正如葉院士所講,要區分池式低溫供熱堆與核電站的區別,區分地面與地下建筑的區別。隨著核能供熱的熱度越來越高,有大型核電廠的熱電聯供、有池式堆、殼式堆、池殼混合堆等,您認為在核能供暖方面,這些類型是否全部需要,或者是否可以統一?


葉奇蓁:應該分情況來講,如果在核電站附近,可以在核電站發電側采取抽氣供熱。核電站熱電聯供可以提高效率、經濟實用,且從蒸汽側供熱較為安全;因為熱網不同于電網,輸送距離有限,這樣可以有效解決核電站附近的供熱問題。若一些地區附近沒有核電站,則適合用池式低溫供熱堆,安全系數較高,可以滿足一定范圍內的供熱需求,還可以解決散煤供熱帶來的大氣污染問題。北方的工業供熱比較特殊,需要較高的溫度,在這種情況下就需要特殊處理,另想辦法解決。但針對居民用戶的采暖供熱,可以采取以上兩種方案。


田力:葉院士,您好,在核能供熱的市場推進中,有兩個強烈的需求,一是貫徹大氣治理的要求,中國近500個化工園區的工業用熱需求;另一個是北方地區傳統的熱電廠到期關停后涉及到的廠址、員工以及為當地提供供暖的社會責任的問題,是否可以將其建設為核能供熱來解決這些問題,請您談一下您的建議?


葉奇蓁:一部分熱電聯供的火電廠起初都建設在坑口電站,煤資源豐富,隨著煤資源的減少及枯竭,燃煤電廠面臨著關停,供暖問題就應運而生,若靠其他地區的煤來支持電廠的運營,就會大大降低效率、增加成本。如果在這個廠內進行池式堆供暖,在保障居民用暖的同時,可以用電網來解決電的問題,這樣就用高效清潔的方式取代了老舊的熱電聯供的火電廠,既改善了環境,又解決了社會問題和產業工人的就業問題。不僅不需要征地,還很好地利用了熱網。如果工業園區需要較高參數的蒸汽或者水等,核電站較遠,長距離運輸成本較高,可以采用多用途小型核能裝置,可以發電、供汽、供暖,還可以在海邊實現海水淡化。這就要求我們具體問題具體分析,根據不同產業園區的需求進行專項設計,專項解決,充分發揮核能的用武之地。


田力:我們知道核電站的建設周期較長,個性化的設計、制造、安裝規則不夠標準化。但現在城市供暖及化工園區的建設等需要縮短周期,希望在1-2年即建成投產。想請教您,池式低溫供熱堆是否可以實現標準化的統一生產,即用即安?


葉奇蓁:這個一個是非常好的設想,系列化、模塊化的生產是可以實現的。比如400MW、200MW的模塊實現分批生產,就可以滿足多兆瓦模塊的需求,比如600MW的安裝,即把一個400MW和一個200MW的安裝在一起就可以,小堆也是如此。如果可以在工廠實現標準化的模塊生產,可以隨時運到不同的安裝現場,與項目建設同時進行,會提高效率的同時縮短建設周期,并利于管理和維護。


田力:希望在模塊化、標準化的統一生產實現后,通過大數據、物聯網、人工智能等技術平臺進行管理,由少人值守過渡到無人值守,提高自動化水平,將核能供熱打造成一個智能化的產品。


非常感謝葉院士和田老師給我們的分享,也非常感謝大家關注核能供熱這個話題。今天霧霾問題和清潔取暖成為人們關注的焦點,通過今天田老師和葉院士的對話,我們希望由燃煤向核能轉變的國內先進供熱能源項目受到更多重視,邁出更大步伐,期待核能供熱在能源革命中發揮越來越大的作用歡迎繼續關注啟迪能源環境聯合研究院《對話研究院》欄目,下期再見!


 
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