低温核热源核能供热与常规热源耦合的可行性分析

--中国市政工程西北设计研究院有限公司北京工程设计咨询分院 郭奇志中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

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1．核能供热的意义和发展状况中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

随着能源需求的日益增长、对环境保护及节能节减排技术的大力推广，低温核能供热的发展越来越受到国内外的重视。核供热反应堆是一种安全、清洁而又经济的能源。而在世界能源消耗结构中，供热能源消耗占相当大的比例。所以，大力发展低温核能供热具有重要意义：以核代煤，缓解能源的紧张状况；净化环境，减少污染；缓解煤炭运输紧张。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

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早在上世纪80年代末，清华大学核能研究院就推出了NHR低温核供热堆，建成了5 兆瓦试验堆，并成功的运行。近年来，中国核动力研究设计院研究设计的池-壳式低温供热堆。主要应用的目标是作为城市集中供热的低温热源。该种堆型属于压水堆范畴，在常压、低于100℃的参数下运行，可以实现在任何事故工况下堆芯不会裸露，燃料元件不会烧毁，达到“无放射性后果”的目标，不需要厂外应急。在安全性方面，该堆型温度低、压力低，技术成熟，系统简单，在极端事故工况下蓄压水池可以淹没反应堆阻止事故扩大，保证放射性物质的包容，本质安全性高。可直接进入商业应用。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

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2．低温核热源与常规热源耦合界面的可行性分析中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

下面结合北方某城市集中供热项目的实际运行工况、负荷发展情况，分析说明低温核热源的基本负荷与常规热源的调峰负荷的耦合界面的可性行。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

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2.1基本参数中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

（1）.常压堆核供热系统参数及条件：中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

*初级热源参数  90℃/50℃热水中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

*热水供给压力  1.6MPa中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

*单堆热功率   180MWt中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

*热水产量    7740t/h中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

*反应堆冷却剂与供热管网之间设置2-3道实体隔离屏障；中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

*中间回路介质的压力高于反应堆冷却剂系统运行压力；中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

*中间回路及热水供应系统设置放射性监测措施；中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

*核供热系统输出可根据供热负荷的需求连续调节。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

（2）现状供热系统的相关参数及条件：中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

*采暖室外计算温度-14℃，采暖期天数147天。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

*总供热面积922万m2，采暖期最大设计热负荷495MW，全年耗热量为4875094GJ。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

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2.2现状供热参数及运行调节分析中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

现场向运行管理人员了解了该供热系统的实际运行情况：在采暖期的初寒期和末寒期，一级管网的供水温度95~80℃，回水温度55~50℃，温差40~30℃。工作压力1.0~1.1MPa。在深寒期（大约占整个采暖期的三分之一），www.china-heating.com一级管网的供水温度110~100℃，回水温度55~50℃，温差60~40℃。工作压力1.0~1.3MPa。二级管网的供水温度60~50℃，回水温度45~40℃，温差10~20℃。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

一级管网、二级管网均采用“分阶段改变流量的质调节”。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

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（1）现状设计工况下一、二级管网的水温调节分析中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

一级管网的供、回水温度120℃/60℃。温差△t=60℃。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

二级管网的供、回水温度80℃/55℃。温差△t=25℃。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

一、二级管网均采用“分阶段改变流量的质调节”。室外温度0℃（含）以上时，一、二级管网的流量比均为0.8；室外温度0℃以下时，一、二级管网的流量比均为1。由此计算现状设计工况下一、二管网温度调节表（附表1）：中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

从附表1可知，当室外温度低于-6℃时，一级管网的供水温度需要大于90℃。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

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（2）现状实际运行工况下一、二级管网的水温调节分析中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

一级管网的供、回水温度110℃/50℃。温差△t=60℃。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

二级管网的供、回水温度65~55℃/45℃。温差△t=20~10℃。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

一、二级管网均采用“分阶段改变流量的质调节”。室外温度0℃（含）以上时，一、二级管网的流量比均为0.8；室外温度0℃以下时，一、二级管网的流量比均为1。由此计算现状运行工况下一、二管网温度调节表（附表2）：中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

从附表2可知，当室外温度低于-8℃时，一级管网的供水温度需要大于90℃。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

通过对附表1、附表2的分析，可以清楚的看到，无论是设计工况还是运行工况，在室外温度高于-6℃（-8℃）时，一级网的供水温度低于90℃，一级网的最大温差60℃，最小温差30℃。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

在北方某城市的整个采暖期中，室外温度低于-8℃的天数，大约只占整个采暖期的三分之一（约49天）。中国供热信息网 http://www.china-heating.com/

由此分析可知，核热源提供的低温参数：供、回水温度90℃/50℃。温差△t=40℃，

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