然而,當(dāng)下我國(guó)北方每年采暖范圍遍布17個(gè)省、市、自治區(qū),采暖人口達(dá)7億以上。而集中供熱的熱源仍以熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域鍋爐房為主,使用的燃料也仍然以煤炭為主,每年供暖消耗煤炭已超過5億噸,造成很大的汚染,能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)形勢(shì)嚴(yán)峻。
面對(duì)城市熱網(wǎng)對(duì)熱源的旺盛需求和國(guó)家節(jié)能減排政策日趨嚴(yán)格的現(xiàn)狀,各城市均需淘汰現(xiàn)有供熱小鍋爐,原有高污染、低效率熱源也將逐步減少。
熱負(fù)荷和熱源的“一增一減”,導(dǎo)致城市規(guī)劃供熱缺口日益增大,尋找清潔替代能源已成燃眉之急。
核能作為一種安全、清潔的能源,是當(dāng)前較為成熟的替代一次能源的方法之一。對(duì)利用核能為區(qū)域供熱,科研人員已進(jìn)行了大量的研究,與傳統(tǒng)熱源相比可以顯著減少污染排放,且供熱安全性有保障,將有效改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu),緩解日趨嚴(yán)重的能源供應(yīng)緊張局面。
事實(shí)上,核能供熱并不是一個(gè)新概念,我國(guó)從1981年提出低溫核供熱堆研究倡議,經(jīng)過30多年的研究,已掌握了能夠工程化應(yīng)用的核能供熱技術(shù)。
核能供熱技術(shù)可簡(jiǎn)單分為池式堆和殼式堆兩類。池式堆與高溫高壓的壓力殼式堆相比,可以在常壓低溫下運(yùn)行,具有固有安全性、可靠性高、技術(shù)成熟、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、占地面積小等優(yōu)點(diǎn),并且建造成本低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便,更適合于靠近城市居民區(qū)。
目前,國(guó)內(nèi)已建成多座池式堆,如中國(guó)原子能科學(xué)研究院的49-2堆、微堆、CARR堆等,累計(jì)運(yùn)行近500堆年。
1983年,清華大學(xué)開始核供熱試驗(yàn),連續(xù)兩年向核能所17000平方米建筑物供給核熱,證明了池式堆供熱的技術(shù)可行性。
不過,一般常壓低溫池式堆出水溫度低于90℃,但我國(guó)現(xiàn)有城市供熱管網(wǎng)供水溫度多大于90℃,小于100℃。
為進(jìn)一步提高供熱溫度,清華大學(xué)提出了深水池式低溫供熱堆,通過增加水池深度,利用水層靜壓力提高堆芯出口水溫,使其向熱網(wǎng)供水溫度達(dá)到90℃以上,滿足了熱網(wǎng)需求。