#千萬IP創(chuàng)科普# 科技史上的今天 | 1992·9·11我國低溫核供熱堆制冷實驗成功

1992年9月11日，國家“八五”重點科技攻關(guān)項目--低溫核供熱堆制冷實驗成功，該項目填補了我國核能制冷空調(diào)新技術(shù)，實現(xiàn)了利用核能夏天制冷，冬天供暖，熱電聯(lián)供，一堆多用，為核能綜合利用開辟了新的途徑。

●核能利用的新途徑

眾所周知，核能不僅能發(fā)電，也能供熱。核電廠利用核反應堆所產(chǎn)生的熱把水變成水蒸氣，去推動汽輪機發(fā)電。汽輪機組的冷凝器把發(fā)過電的蒸汽余熱帶走。因此，即使是大型的核電廠，其熱效率也不高，僅為30%多，反應堆產(chǎn)生的60%以上的能量沒有被利用。

在這種情況下，科研人員就開始研究熱電聯(lián)供的方法，把核電廠排出的熱水用在取暖、海水淡化等方面，從而使核反應堆的熱效率可提高到50%以上。但是熱電聯(lián)產(chǎn)中，供熱僅是作為余熱利用的一種形式，不能滿足大量供熱的要求，所以科學家們又專門設(shè)計了用來供熱的核反應堆。

核能供熱，根據(jù)供熱溫度不同可分為高溫核供熱、中溫核供熱和低溫核供熱。

高溫核供熱反應堆提供的熱源溫度高，一般都在300℃以上，甚至高達1000℃，主要用于冶煉、化工等工業(yè)供熱。

中溫核供熱堆的供熱溫度在150℃至300℃之間，主要用于紡織、造紙和制藥等工業(yè)部門。但是在這個溫度區(qū)間利用核能供熱存在較多的技術(shù)問題，經(jīng)濟上也很不合算。因此，中溫核供熱堆在短時間內(nèi)還不能得到廣泛應用。

低溫核供熱堆的供熱溫度在150℃以下。從目前實際情況看，無論是工業(yè)生產(chǎn)，還是日常生活，這個溫度范圍的用戶最多，用量也最大，大約占熱量總消耗量的一半。因而它的發(fā)展前景十分誘人，成為核供熱堆中的佼佼者。

●在核供熱領(lǐng)域跨入世界先進行列

早在1964年，清華大學一批平均年齡僅23歲半的年輕師生，發(fā)揚自力更生、艱苦奮斗、敢想敢干、不怕犧牲的精神，研制成我國高校的第一座屏蔽試驗反應堆。1981年，清華核研究院在核能科學家王大中院士的帶領(lǐng)下開始進行低溫核供熱研究，于1983年冬成功進行了國內(nèi)首次反應堆余熱供暖運行試驗。

1983年底，該所對屏蔽試驗反應堆進行了技術(shù)改造，開展了我國首次低溫核供熱試驗，成功地向三幢面積共15000平米的建筑供暖，取得了有關(guān)安全、運行特性等重要數(shù)據(jù)。當時的國家科委于1984年批準在清華核能所建設(shè)一座熱功率為5兆瓦的核供熱試驗堆。

自1986年起，低溫核供熱正式列為國家科技攻關(guān)項目，由清華核能所負責，全面開展低溫核供熱堆的研制。1986年3月，5兆瓦低溫核供熱堆在200號基地的屏蔽試驗反應堆旁正式動工興建。

1989年11月11日，5兆瓦低溫核供熱堆正式臨界啟動。12月19日一次成功地完成了72小時滿功率連續(xù)運行試驗。其后，5兆瓦低溫核供熱堆又在1991年9月取得了熱電聯(lián)供運行成功。

1992年9月11日，我國重點科技攻關(guān)項目--低溫核供熱堆制冷系統(tǒng)實驗獲得成功。這套系統(tǒng)采用目前國際先進的溴化鋰吸收制冷技術(shù)，以低溫供熱堆為熱源，代替電、燃油式燃煤實現(xiàn)大面積空調(diào)制冷在夏天30℃以上的高溫天氣，可將室內(nèi)的溫度維持在20℃左右。同時，它可以利用現(xiàn)有的暖氣管道，不需附加管網(wǎng)建設(shè)費用，實現(xiàn)了利用核能冬季供暖，夏季供冷，為核能供熱的綜合利用開辟了新的途徑。該堆是世界上第一座投入運行的一體化自然循環(huán)殼式供熱堆，又是世界上第一座采用新型水力驅(qū)動控制棒的反應堆。它的運行成功，使我國在低溫核供熱領(lǐng)域跨入世界先進行列。

●未來廣闊的發(fā)展前景

在我國，有超過半數(shù)的城市在“三北”地區(qū)(東北、華北、西北)。這些地區(qū)隨著城市建筑面積的增長，同時還要增加采暖供熱的熱源。近年來，北方城市建設(shè)以驚人的速度增長，僅20世紀90年代初，城市建筑面積就增加了13億平方米，需要相應地增加采暖供熱能力至少5000萬千瓦，每年為此就得增加耗煤5000多萬噸。長此以往，供熱能源將是一個十分龐大的數(shù)字。我國城市供熱能源主要靠煤，不僅浪費了煤這種寶貴的化工原料，而且燒煤排放的污染物集中在市區(qū)，造成了城市環(huán)境十分惡劣。

北京、西安、沈陽都已被列為世界上污染最嚴重的城市之一。如果在今后城市建設(shè)高度增長的條件下，供熱仍以燃煤為主，所造成的環(huán)境污染將達到令人無法忍受的地步。而根據(jù)我國目前的核燃料生產(chǎn)能力及較為成熟的核反應堆技術(shù)，發(fā)展和建設(shè)低溫低壓的核供熱堆是一條符合我國國情，在經(jīng)濟上、技術(shù)上都可行的途徑。

專家表示，低溫核供熱堆的放射性排放非常小。以清華大學的5兆瓦低溫核供熱堆為例，它向大氣中排出的放射性對人體的危害，僅相當于一年中吸一根煙對身體所造成的損害。由于它采用了一體化、自穩(wěn)壓、全功率自然循環(huán)、新型的控制棒水力傳動、非能動的余熱排出、雙重壓力殼等先進技術(shù)，具有固有的安全性，從而可以建在城市附近。

低溫核供熱堆具有良好的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，是一種安全、清潔、經(jīng)濟的大型熱源。未來，低溫核供熱堆不僅可以以核代煤、減輕運輸壓力和改善城市環(huán)境，而且可以向工礦企業(yè)提供低壓工業(yè)用氣，進行低溫核發(fā)電、低溫核制冷，以及在海水淡化、輻射加工等許多方面有著廣闊的發(fā)展前景。

綜合自《科學探究》、人民網(wǎng)