项目简介

小型模块化自然循环压水堆

NHR200-II低温供热堆是由清华大学核能与新能源技术研究院(以下简称清华大学核研院)设计开发、拥有完全自主知识产权的小型模块化堆。

它的主要技术特点包括:一体化紧凑布置、全功率自然循环、自稳压、非能动安全、内置式水力驱动控制棒等,具有安全性好、结构紧凑、系统简化、操作简便等特点。尤其是在安全性方面,具有典型的固有安全特性和非能动安全特性。

该堆型广泛适用于各种应用场景,特别是接近城市生活区等人群密集的场景,例如核能供热、海水淡化、分布式能源等。

低温供热堆的研究主要可分为以下几个阶段:

(1)供热堆堆型研究

1981年12月,在我国第一次中小型动力反应堆会议上,清华大学核能技术研究所提出了发展低温供热堆的创议。1983年冬至1984年春,清华大学核研院在屏蔽试验堆(池式堆)上成功地进行了国内首次反应堆余热供暖运行试验。这是我国首次核供热的工程试验,取得了宝贵经验。

在利用原有池式实验堆进行核供热实验取得成功的基础上,国家科委组织专家进行了近一年的调研和论证,认为根据我国北方广大城市适宜修建参数较高的大中型热网的需要及核供热堆厂址选择的特殊性,确定未来我国将以壳式供热堆为供热堆技术的主力堆型。1985年,壳式低温核供热堆被列入国家“七五”重点攻关项目,国家决定建造一座5MW低温核供热试验反应堆。

(2)5MW试验堆建设

在国家“七五”攻关课题的支持下,清华大学核研院开展了低温供热堆的关键技术研究,确定了一体化布置、全功率自然循环冷却、水力驱动控制棒等关键技术方案。

5MW低温供热堆于1985年11月27日破土奠基,于1987年9月完成土建工程,1989年5月完成安装,同年9月完成调试,11月3日临界启动一次成功,12月6日达到满功率,并连续满功率运行100小时一次成功。1992年,5MW低温供热试验堆获得国家科技进步一等奖。

(3)商用堆攻关

1991年8月,清华大学核研院在5MW低温供热堆上陆续完成了热电联供实验成功;1992年7月,成功地完成了核能制冷实验;还完成了海水淡化试验研究。核能海水淡化技术方案通过国际原子能机构评审,并被推荐为核能海水淡化的首选堆型。

在5MW低温供热堆建成和连续安全运行的基础上,在国家“九五”期间,清华大学核研院完成了200MW供热堆相关工程验证实验和初步设计。1996年12月,获得国家核安全局颁发的建造许可证。

(4)低温供热堆技术推广与应用

自1996年以来,清华大学核研院致力于200MW低温供热堆(NHR200-I)的技术推广与应用,沈阳2×200MW核供热工程于2001年4月获得国家批准立项,山东核能海水淡化工程于2003年3月获得国家批准立项。

(5)核供热堆技术系列开发

为进一步提高低温供热堆的适用范围和经济性,清华大学核研院在保持低温供热堆技术特点和安全性的基础上,进行了一系列堆型的开发:

1998年10月,摩洛哥王国坦坦地区10MW核能海水淡化示范厂工程通过了IAEA组织的评审,认为“核供热堆具有良好的固有安全特性和非能动安全性,完全满足IAEA对核安全的要求,并具有很大的安全裕度”,“核能淡化厂运行绝不会污染环境和危害公众安全”。

2006年,清华大学核研院又根据市场反馈信息和蒸汽透平混合法海水淡化工艺的要求,在NHR200-I型的基础上,开发出 NHR200-II低温供热堆(可用于工业蒸汽、汽/水联产、热膜混合的海水淡化工艺),具备通过三回路提供1.6MPa、201℃饱和蒸汽的能力。