核能集中供熱系統優越性分析

卞超 辛凱

江蘇核電有限公司 江蘇連云港 222000

霧霾對我們的生活環境造成了影響，降低了我們的生活質量，目前，北方地區的供熱手段主要以燃煤為主，煤炭燃燒產生的廢棄排放物是產生大氣污染的主要原因，而如果能夠將核能這種清潔能源投入到北方市場的供暖中[1]，將有效的減少由于燃煤產生的環境污染問題，因此，在城市供熱系統中使用綠色能源對我國的環境發展意義重大，而核能源作為新型清潔能源具有高性能、高收益的特點，隨著核反應堆安全技術的不斷提升，核能供熱的安全性已經達到了標準，本文就核能供熱系統發展的背景、目前國內研發的核供熱系統案例分析核供熱的優越性，為核供熱技術的推廣提供支持。

1 核能供熱發展背景

我國的供熱模式主要是通過燃燒煤炭進行的，北方城市冬季溫度較低，因此冬季會采取集中供熱的形式保證人的正常活動，而目前北方的供暖主要是使用燃煤，向小區內持續輸送熱水達到供暖的效果，而煤炭燃燒后會產生大量污染物，雖然產生的污染物都會經過特殊處理后排放，但燃燒產生的粉塵顆粒等物質并不能完全消失，近年來在北方時常出現的霧霾天氣，與之息息相關，為了探索綠色環保的低碳能源，核能供熱技術被學者提出，目前核反應堆技術的安全性已經逐步提高，而核能是新型的清潔能源，且在供熱領域具有較強的效率，核能供熱正是基于此背景下發展的。

2 核能供熱實例分析

核燃料是高效的清潔能源，7g核燃料燃燒釋放的熱量等價于6噸煤炭燃燒釋放的熱量，且隨著核能供電、供熱技術的發展，已經具備了可行性與安全性，目前國內外針對核能供熱的反應堆選擇、經濟效益、產生的影響等進行了大量的實驗，最早發展核能供熱的是蘇聯，而我國于1989年也開發了熱功率為5MW的供熱堆型NHR-5，1971年開始，核能供熱主要作用于俄羅斯、加拿大、法國等國家的商業用途中，至2007年，核能供熱堆已經大量安全運行，證實了核能供熱的安全性，而在上述核能供熱期間，供熱情況一直保持良好，溫度較為穩定，可以看出，核能供熱已經具有完備的條件以及廣大的市場[2]。我國清華核研究院研發的供熱堆，運行至今已經進行了四次優化，供熱程度也大大提高，能夠滿足工業需求，此外，還研發了低溫供熱堆，作用于汽水聯供、海水淡化等工程中，該反應堆主要采用了一體化自穩壓設計，結合負溫度反應系數與自然循環冷卻技術，提高了系統的經濟效益及可靠性，具有運行參數低、熱慣性大的特點，同時還配備了可靠的停堆系統，在自然規律下，既滿足了各項功能需求，還保障了核供熱堆的高效性與安全性。據悉，山東海陽核電站核能供熱二期項目計劃于今年供暖季建成投運，預計將實現山東省海陽城區居民核能供熱全覆蓋。利用現有核電站資源參與核能供熱項目，不僅能減小因電網調峰導致的機組核功率波動，保障機組安全穩定運行，也有助發揮核能作為清潔能源的多用途優勢。

3 核能供熱優越性

3.1 節能環保

核燃料燃燒能夠釋放大量的熱能，相關研究顯示，400MW的燃煤供熱堆每年需要燃燒300萬噸煤炭進行供暖，煤炭燃燒后每年會產生64萬噸二氧化碳、5000噸二氧化硫、1600噸氮氧化物、5000噸煙塵及5萬噸灰渣，每人每年會受到0.013毫希放射性劑量影響，而產生相同的熱量僅需燃燒核燃料26噸，燃燒僅會產生0.005毫希/人·年的劑量影響，不僅減少了污染物的排放，還大大減少了資源的消耗以及運輸的壓力，具有較高的環保效益。同時，我國制定了2030年前碳排放量達峰值、2060年實現碳中和的重大環保目標，發展核能供熱有利于促進我國節能減排工作，實現綠色發展。

3.2 具有經濟競爭性

使用核能供熱具有運行成本低、維護方便、使用壽命長等特點，具有較好的經濟效益，能夠作為基荷熱源大規模使用，且核燃料燃燒后無大氣污染物的排放，與其他供熱方式相比具有很強的競爭力。目前常見的燃煤供熱成本低，煤炭資源豐富，但污染嚴重，被清潔能源代替是大勢所趨；地熱受地域限制較大且成本較高，用電取暖節能環保且運行安全，但價格最高，升溫較慢，與市場上其他的能源相比，核能供熱具有較大的經濟效益，且供熱穩定，安全可靠。

3.3 國內市場廣闊

核能供熱具有廣闊的市場，在我國冬季寒冷的北方地區及污染嚴重的江蘇等地區是核能供熱發展的主要市場，使用清潔能源替代燃煤鍋爐，有助于減少污染，改善大氣環境。另外，隨著南方極寒天氣頻頻出現，人們對集中供暖的需求越來越迫切，同時多數核電基地也坐落于東南沿海城市，可以充分利用部分核電基地現有設施在局部城市試點建設核能發電-供熱一體式工程。

4 結語

核能作為新興的清潔能源，被人們廣泛關注，經過大量的研究及實驗的證實，已經驗證了核反應堆的安全性及高效性，因此可以逐步應用于區域集中供暖，核能集中供熱具有節能環保、零污染排放、運行成本低、維護方便等特點，具有廣闊的市場潛力，且符合我國可持續發展、節能減排的戰略要求，應加大核能供熱的推廣與應用。本文主要論述了核能供熱的發展背景，分析了核能供熱實例，證實了核能供熱的安全可靠性，結合理論與實際情況，總結了核能供熱的優越性，旨在為核能供熱的推廣提供群眾科普性依據。核能作為新能源，人們的接受度較低，相關部門共同加大科普宣傳，推動核能的科普工作，積極利用社交媒體進行宣傳，使群眾能夠正確認識核能源，消除恐慌情緒，政府部門也應該加大核能供熱技術的研發及經濟上的支持，以提升核能供熱技術的效率及可靠性，此外可以采取局部試點工作，選取北方特定地區作為示范區，采用核能集中供熱，以此作為突破口，推動國內核能供熱行業的發展。