积极发展核能供热 替代山东煤炭消费 访中国核工业集团公司科技委副主任、中国工程院院士叶奇蓁
□本报通讯员许红波宋伟
本报记者左丰岐
叶奇蓁,能源科学技术其他学科专家,1934年9月16日生于湖北省武汉市,原籍浙江省海宁市,1955年毕业于上海交通大学电力工程系,1960年于前苏联莫斯科动力学院研究生毕业,获副博士学位。现任中国核工业集团公司科技委副主任,中国核电工程公司专家委主任,国家能源局专家咨询委委员、核电科学发展咨询专家,中国国际工程咨询公司高级顾问,中国核学会常务理事,核动力分会理事长。曾任秦山核电二期工程总设计师,2003年当选为中国工程院院士。日前,记者就中国和山东核能利用的现状和前景,采访了叶奇蓁院士。
记者:您是我国核反应堆及核电工程专家,对我国目前的核电发展情况十分了解。请您介绍一下我国核电建设和运行的情况好吗?
叶奇蓁:我国核电发展状况良好,截至今年6月底,我国在运核电机组共45台,装机容量4590万千瓦；在建核电机组共12台,总装机容量1368万千瓦。已投产机组保持着安全稳定运行,30年来从未发生过2级及以上的运行事件,特别是2018年保持了未发生1级运行事件的良好记录。各运行机组的放射性流出物排放量远低于国家标准限值,环境空气吸收剂量率控制在本底辐射涨落水平之内。可以自豪地说,我国核电在运机组的运行安全水平居世界前列。
此外,我国三代核电自主化依托项目已在浙江三门和山东海阳建成投产；全球首台EPR在广东台山建成投产；高温气冷堆示范工程和钠冷快中子堆示范工程稳步推进；4台“华龙一号”机组建设进展顺利,全部采用国际先进的三代核电技术,其中福建福清的1台机组已于2019年上半年进入调试阶段。
记者:在国际核电技术合作和核电“走出去”方面,我国有哪些最新进展?
叶奇蓁:目前,出口巴基斯坦的“华龙一号”两台核电机组均按计划施工,K2机组内安全壳已顺利封顶,主管道焊接圆满完成；K3机组已完成核岛主设备安装。今年以来,我国与巴基斯坦又新签订了一台百万千瓦级核电机组的合作合同。在合作项目中,我国与俄罗斯已经签订了4台VVER核电机组的合作合同,将分别在江苏田湾和辽宁徐大堡规划建设。
记者:当前,山东省正在加快清洁能源发展的步伐,您认为核电能够在哪些方面起到重要的推动作用?
叶奇蓁:在绿色清洁能源中,核电有其不可替代的作用和地位。风能、太阳能等可再生能源发电波动性强、不易调度,核电的优势是供应电力稳定且易于调度,能够对可再生能源形成很好的补充。此外,在能源规划上,沿海核电项目规划建设的输电网络,可以让波动性大的海上风电来借力核电,通过核电的输电网络将东部电力输送到山东中部和西部,从而更好地提高可再生能源和清洁能源的利用率和比重。
记者:您在很多场合提到,积极发展核能供热是我国核能利用的新发展契机,对此怎么理解?
叶奇蓁:随着我国能源供给侧结构性改革的深入推进,取缔散煤燃烧和小锅炉、压减大型燃煤锅炉已经成为能源结构转型的大趋势。然而,我国北方供热的现状是,城镇集中供热燃煤热电联产占48%,燃煤锅炉占33%,清洁热源不超过4%。
传统的核能利用,就是在核电站厂区内实现核能—热能—电能的转化,转化过程中大量热能经循环冷却水排走了,错失了利用。核电站热—电联供可将一部分热能利用起来,提高核电站的效率,可以使核能—电能的转化效率提供约3个百分点。核能供热是清洁能源开发的新技术,可以大面积减少燃煤消耗,为解决北方地区冬季供暖的雾霾问题提供新的思路,核电站热电联供和小型供热堆都可以在冬季清洁供暖方面发挥大的作用。
积极发展核能供热来替代一次性化石能源,有利于减少山东煤炭消费,促进大气污染防治,实现核能到热能的工业及民用的核能工程应用创新,发展潜力巨大。
记者:请您介绍一下,核能供热在技术上有什么特点?
叶奇蓁:城市核能供热主要有两种方式:第一种是将核电站设计或改造成热电联供的电站,利用核电站二回路的抽汽向热网供热。抽汽经两道热交换器换热后送入热网,以保证与核电站的工艺用水双重隔离。第二种是采用城市供热小型供热堆,输出压力1-2MPa,温度100℃左右的热水,由于参数低,安全性好,可建设在城市近郊。比如“池式低温供热堆”,是将堆芯放在一个常压水池的深处,利用水层的静压力提高堆芯出口水温,这样就可以满足城市供热的温度要求。它固有安全性好,抗外部事件能力强,并且环保效益显著。一座400MW池式低温供热堆每年可替代32万吨燃煤或1.6亿立方米天然气。
由于供热系统经过了多道换热器的隔离,用户接受的热水或蒸汽没有放射性。即使其中一道换热器管道破裂,还有其他换热器作为屏障,也不会造成放射性泄漏。
记者:请问,核能供热技术在国际上有哪些成功案例?
叶奇蓁:我在这里介绍几个国家的情况。俄罗斯境内比利比诺核电站位于楚科奇自治区比利比诺市,总装机容量48MW,是世界上最小的核电站,也是北半球纬度最高的核电站,既供电又供热,于1974年至1977年间开始运行至今。据悉,“罗蒙诺索夫院士”浮动式核电站将取代比利比诺核电站,为该地区热电联供,计划2019年建成投产。
保加利亚的科兹洛特伊核电站自1990年起一直向科兹洛特伊城供热,该核电站有4台408MW的机组和2台953MW的机组。匈牙利波克什核电站有4台VVER440型机组,负责向波克什市供热。罗马尼亚切尔纳袄达核电站自1996年商运以来一直向切尔纳袄达市供热。斯洛伐克博胡尼斯核电站既可发电,又可向特尔纳瓦市供热,包括低温供热和工业用热。
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