在核能供暖的整個過程中宽缎，只有“蒸汽加熱水”和“水加熱水”這兩種模式，核電站與供暖用戶間有多道回路進行物理隔離膜钓，回路間只有熱量的傳遞，沒有水的交換，也就不會有任何放射性物質(zhì)進入到用戶的暖氣管道內(nèi)椒玖。
入冬后，我國北方各城市的供暖季如約而至倒你，而山東省海陽市的供暖方式卻與其他地方有所不同采缎。前不久，國內(nèi)最大的核能供熱項目——“暖核一號”核能供熱工程正式啟動今冬明春供暖灌罐，為海陽市的20萬居民送上了溫暖。
此外基恩，上個月坡循，我國東北地區(qū)首個核能供暖項目——遼寧紅沿河核電站核能供暖示范項目也開始正式投運供熱，該項目可惠及當(dāng)?shù)亟?萬居民斤杏。
那么肯拨，到底什么是核能供暖?核能供暖相比傳統(tǒng)供暖模式有何優(yōu)勢?核能供暖會帶來輻射嗎?針對上述問題，科技日報記者采訪了相關(guān)專家，為您帶來權(quán)威解讀和專業(yè)科普雪猪。
以核能產(chǎn)生的蒸汽為熱源
我國北方大多數(shù)地區(qū)都采取集中供暖方式栏尚，利用熱電聯(lián)產(chǎn)電站或各類燃煤、燃?xì)忮仩t對水進行加熱或制造低壓蒸汽只恨，經(jīng)換熱站換熱后译仗，再將市政供熱管網(wǎng)內(nèi)被加熱后的水送至千家萬戶。
其中官觅，加熱水或制造低壓蒸汽的階段被廣大網(wǎng)友戲稱為“燒開水”階段纵菌。拋開設(shè)備、規(guī)模等方面的差別不談休涤，這一階段和燒開水確實有不少相似之處咱圆。
想要“燒開水”，首先就要有熱源功氨。在家里要想把水燒開序苏，可以用燃?xì)庠罨蛘唠娝畨亍６诖笠?guī)模供熱中捷凄，想要高效率地把水“燒開”忱详，則需要使用熱值(表示燃料質(zhì)量的重要指標(biāo))較高的煤炭、天然氣或者發(fā)電廠的余熱等昵乾。長期以來牺缰，我國北方地區(qū)集中供熱的“功臣”主要是各類燃煤、燃?xì)忮仩t或火電機組歼取，燃煤供熱比重高達70%到80%醋咒。
傳統(tǒng)供暖方式成本較低，但是會產(chǎn)生大量的溫室氣體踱措。據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能中心測算晦苞，2018年我國建筑運行碳排放量在21億噸左右，約占全社會排放總量的20%毕嘹。其中浊娄，我國北方城鎮(zhèn)供暖能耗為2.12億噸標(biāo)煤、碳排放量約為5.5億噸沸幅，這大約相當(dāng)于2億輛小轎車一年的碳排放量矗夯。
既然都是“燒開水”，為什么不能用更清潔的能源?
有人將目光投向了核能聪弊。相比于風(fēng)能施翰、太陽能等新能源，核能具有穩(wěn)定性強购城、能量密度大等特點吕座，是冬季供熱的更優(yōu)選擇。
在許多人的印象當(dāng)中，核能最直接的應(yīng)用似乎是發(fā)電吴趴。事實上漆诽，核電站的發(fā)電原理和傳統(tǒng)火電站是非常相似的，它也可以像火電站一樣锣枝，做到熱電聯(lián)產(chǎn)厢拭，也就是既發(fā)電又供熱。
核電站最常見的堆型之一是壓水堆惊橱，這也是目前我國熱電聯(lián)產(chǎn)式核電站的主要堆形蚪腐。該堆型就是把核反應(yīng)堆用“高壓鍋”裝起來，整個系統(tǒng)由若干個回路組成：其中一回路是核電站最核心的地方税朴，相當(dāng)于火電廠的鍋爐回季，核裂變反應(yīng)在這里發(fā)生以后，會產(chǎn)生非常多的熱量正林，將高壓水加熱到300攝氏度以上泡一。
二回路的水通過蒸汽發(fā)生器，吸收一回路中水蒸氣的熱量桃铛，使其變?yōu)轱柡驼羝呱苿悠啓C做功之后冷凝變成水，繼續(xù)進行封閉循環(huán)假磺。
如果需要供熱烈杠，就在原有核電機組的基礎(chǔ)上進行改造，將其改造為熱電聯(lián)產(chǎn)式核能供暖機組努扶。啟動供熱后跃百，就從機組抽取部分蒸汽進入熱網(wǎng)加熱器，加熱三回路的水完成“汽—水”熱交換晦了，三回路的水在熱力公司加熱四回路的水完成“水—水”熱交換患刻，這樣的操作還可以持續(xù)到五回路甚至更多。最終輸出的水普统，就成為傳導(dǎo)到居民家中的“供暖水”了杠锻。
“‘暖核一號’核能供熱工程就是從核電機組抽取蒸汽作為熱源，在物理隔絕的情況下埋村，進行多次熱量交換珍特，最終通過市政供熱管網(wǎng)將熱量送到用戶家中。”國家電力投資集團有限公司山東核電有限公司(以下簡稱國家電投山東核電)黨委書記魔吐、董事長吳放解釋道次坡。
2019年，“暖核一號”一期3.15萬千瓦核能供熱工程投運;2021年画畅，“暖核一號”二期20.25萬千瓦核能供熱工程投運，助力海陽市成為全國首個“零碳”供暖城市。吳放說轴踱，“暖核一號”二期核能供熱工程正式供暖后症脂，首個供暖季節(jié)約原煤約18萬噸，減排二氧化碳約33萬噸淫僻、煙塵1243噸诱篷、氮氧化物2021噸、二氧化硫2138噸;同時雳灵，海陽市居民住宅取暖費每建筑平方米較核能供熱前下調(diào)了一元棕所。
目前，“暖核一號”三期900兆瓦核能供熱工程正在按計劃穩(wěn)步推進悯辙，計劃于2023年底供暖季投運地垢，屆時將實現(xiàn)跨區(qū)域供熱，供熱面積可達3000萬平方米预署，能滿足約100萬人口的取暖需求尊伟，同時可替代原煤消耗90萬噸、減排二氧化碳165萬噸聂歹。
只有熱量的傳遞野疟、沒有水的交換
雖然核能供暖好處多多，但是在現(xiàn)實生活中乘步，一些人談核色變廷碴，尤其是在核能供暖的過程中，有人擔(dān)心暖氣管里的水是直接從核電廠加熱后流出的榨降，因而會有輻射就用。
那么，事實真是如此嗎?
要想回答這個問題沧气，首先要搞清楚一點裕砖，核能供暖不等于核供暖。目前牍懂，世界上沒有任何一種技術(shù)鸵隧，能夠把核燃料直接拿來作為熱源，都是要經(jīng)過層層介質(zhì)轉(zhuǎn)換才能實現(xiàn)供暖意推。
“熱電聯(lián)產(chǎn)式核能供暖機組與一般的熱電聯(lián)產(chǎn)機組最大的不同豆瘫，就在于前者代替了煤炭、天然氣等化石能源燃燒菊值，以核裂變方式產(chǎn)生熱量外驱。”吳放進一步表示，在核能供暖的整個過程中腻窒，只有“蒸汽加熱水”和“水加熱水”這兩種模式昵宇，核電站與供暖用戶間有多道回路進行物理隔離磅崭，回路間只有熱量的傳遞，沒有水的交換瓦哎，也就不會有任何放射性物質(zhì)進入到用戶的暖氣管道內(nèi)砸喻。
說白了，使用核能供暖的居民蒋譬，他們家里暖氣管道內(nèi)的熱水割岛，并不是直接從核電站里流出來的，而是經(jīng)過層層換熱后被“捂”熱的水寓蔼。核電站只是為供暖企業(yè)提供熱源咱贪，并不直接負(fù)責(zé)向居民家里供熱。
“除此之外筛六，居民家中暖氣管里的熱水也只是在小區(qū)內(nèi)部封閉循環(huán)价值，與核電廠層層隔離，沒有任何接觸什氮，十分安全等灾。”吳放總結(jié)道。
推廣需解決技術(shù)舟道、成本等難題
好處多多的核能供暖莫金，其實并非新概念。早在半個世紀(jì)前遍沟，北歐一些國家就已經(jīng)有相關(guān)應(yīng)用洽咬，還有的國家曾經(jīng)興建過核能供熱反應(yīng)堆，我國早在上世紀(jì)80年代也開展過相關(guān)研究工作倚务。
那么橙围，為什么直到近些年核能供暖才開始逐漸普及呢?
首先，建造一個熱電聯(lián)產(chǎn)式核能供暖機組需要解決較多的技術(shù)問題着逐，一些技術(shù)問題的攻關(guān)難度很高崔赌。
除此之外，僅僅有了技術(shù)上的突破還遠遠不夠耸别。核電廠在改造施工的過程中健芭，因其特殊性，施工的安全和技術(shù)難度極大;同時秀姐，熱電聯(lián)產(chǎn)式核能供暖機組由于需要大量冷水進行冷卻慈迈，不適宜在缺水的內(nèi)陸地區(qū)進行修建。
另據(jù)行業(yè)內(nèi)相關(guān)人士表示省有，若進行跨區(qū)域核能供暖痒留，就會涉及到市政規(guī)劃、管網(wǎng)鋪設(shè)蠢沿、熱企銜接伸头、費用核算等一系列問題匾效，這些問題雖然不是技術(shù)性難題，但可能比攻克技術(shù)難題還要耗費功夫熊锭。
與此同時弧轧，核反應(yīng)堆需要建在無人居住的海邊，或者周圍一定范圍內(nèi)沒有人煙的區(qū)域俯态，為了后期將熱量進行傳送，需要建設(shè)非常長的導(dǎo)熱設(shè)施元八，那么熱量在傳導(dǎo)過程中的耗損有多大玻桶，目前尚需進一步研究。
面對種種難題聪萨，“暖核一號”的經(jīng)驗或許能夠為全國熱電聯(lián)產(chǎn)式核電機組的建設(shè)運行提供借鑒假盼。
“我們已經(jīng)擁有‘園區(qū)級’(供熱能力30兆瓦)輔汽供熱模塊、‘縣域級’(供熱能力200兆瓦)抽汽供熱模塊盘另、‘區(qū)域級’(供熱能力900兆瓦)大規(guī)模抽汽供熱模塊等多個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方案惋探，這些方案可向全國進行復(fù)制推廣。”吳放表示巩荧。
