49-2池式供热堆间歇供暖运行模式仿真
2021-08-20朱珈辰张亚东
朱珈辰,张亚东,杨 笑
(中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部,北京 102413)
中国北方地区居民采暖的热源主要以煤炭为主,其排放物是导致华北地区冬季雾霾严重的主要原因之一[1],核能作为一种安全、清洁的能源,利用其供热将有效改善中国北方冬季空气污染问题。国外于20世纪60年代开展了核能供暖的研究,1954年苏联开始研究核能供暖,1971年核能供暖在俄罗斯、瑞士、加拿大等国家开始商业应用;中国于1989年建成了5 MW的供热反应堆,但商业应用一直未能开展[2]。2018年,为了解决中国北方冬季污染严重的问题,中国核工业集团提出利用核能对中国中小城市进行集中供暖,并设计了“燕龙”号池式商用供热堆,并于2017—2018年利用49-2池式供热堆(以下简称49-2堆)进行了核能供热的演示验证。目前“燕龙”号商用首堆已完成了选址工作,计划未来几年在中国北方推广应用[3]。
目前核能供热主要为热电联产方式,大部分为基负荷运行模式,热电无法解耦容易造成过量供热、供热品质下降[4]。池式供热堆安全性高、功率变化灵活,可以采用更为灵活的运行模式。间歇供暖是一种常用的燃煤锅炉运行模式,在合适的条件下,这种模式能够节约能源提高经济性[5-7]。
现提出池式供热堆间歇供暖运行模式,并以49-2堆为研究对象进行仿真验证。首先,基于MATLAB/Simulink和DeST软件建立其传热、供热模型、堆芯反应性变化模型、建筑物热扰等模型并通过实验数据进行验证;其次,通过仿真研究提出池式供热堆间歇供暖模式,此模式与传统的“人在供暖,人离停暖”的间歇供暖模式不同,利用室内热负荷24 h周期性变化的特性[8],在保证室内温度全天均满足居住要求的同时,减小室内昼夜温差,提高舒适度;……
