专门供热与制冷的核反应堆 [复制链接]

第5版()
专栏：当代科技

专门供热与制冷的核反应堆
吕应中
你的办公室和住房暖气不热吗？你在盛暑中工作没有冷气空调吗？你感觉到城市里的空气污浊得喘不过气来吗？——这些，就是千百万城市居民每天遇到的生活中的麻烦，也是市委书记、市长和专家们朝思暮想要解决的“能源与环境”问题。
现代科学技术为我们准备了比较理想的答案——采用核能来供热和制冷。
目前世界上已有许多国家在研制“低温供热的核反应堆”，如苏联正在高尔基市建造热功率为五十万千瓦的核供热反应堆，并计划向其它城市推广；加拿大也已开始建造一座功率为二千千瓦的小型供热堆，准备供北部边远小镇采暖之用。这类低温供热堆的结构非常简单，其中大半将燃料元件浸没在大体积的水池或十五个大气压左右的容器内的干净水中，依靠冷却水受热后发生的自然循环，将热量传入密封的中间环路。这个中间环路保持较高的压力，以防止反应堆内带有放射性的水漏入。然后，中间环路的干净热水又通过另一个密封的换热器将热量传入热网。这种“三环路”布置，可以在任何情况下确保放射性的水不致漏入热网，从而排除了大量放射性物质外泄的可能性。因此，许多国家的安全规程或安全专家均认为，这种反应堆可建在城市边缘，甚至建在城市中心的地下厂房内。苏联的国家安全规程正式规定这种反应堆建在距大居民区两公里以外即可，这对于供热十分方便。
从经济上看，由于反应堆采用低压或无压力，又不带发电设备，系统十分简单，造价也大幅度降低。据联邦德国的分析表明，热功率二十万千瓦供热堆已属于经济规模，其供热成本低于烧油、烧煤或核电站抽气供热。加拿大的分析表明，结构更简单的小型供热堆，甚至在热功率为二千千瓦时，供热成本已低于北部地区燃油供热的成本。我国的初步分析表明，采用五十万千瓦规模的核供热堆时，在沈阳地区的供热成本比燃煤的中小型锅炉低，而在北京地区与大型燃煤锅炉相近。如果夏季再利用其热水通过吸收式制冷设备向建筑物供应空调用冷水，使供热堆在全年大部分时间内运行，则供热成本还将下降。至于减少环境污染所带来的利益，就更无法估量了。
低温核供热堆建于大城市附近，还可实行综合利用。采用一种受中子照射后产生短半衰期γ—射线的材料，使之在反应堆内外循环流动，就可以利用这种中子活化的放射性，在供热堆旁建造一座几十万以至几百万居里的大型辐照工厂，进行食物保鲜、医疗器械及药品消毒、城市污水处理等工作，为市民造福。如果利用得充分，其收入将不下于供热与制冷。从这个意义上说，低温供热堆的经济效益远远超过其它的供热方式。当然，为实现这种综合利用的前景，还需进行一定的开发工作。
为了在我国开发与研制这种低温供热堆，清华大学核能技术研究所已进行了大量的工作。1983年11月，他们将原有的试验反应堆改建为一座小功率的低温供热试验堆，向所内一万六千平方米的实验室供暖，效果良好，热网内毫无放射性污染的迹象。这项试验成果在1984年初经教育部主持鉴定，国家科委召开现场会进行介绍。全国许多北方城市对此表示有很大兴趣，沈阳与哈尔滨市已与该校合作，进行可行性研究与供热堆的设计研究工作；北京市政部门也拟将核供热列入首都热网规划。可以相信，不久我国的许多城市都有可能享受到核能提供的温暖、舒适与清洁的环境。