日前，在江蘇連云港田灣核電基地，“和氣一號(hào)”核能供汽項(xiàng)目正式建成投產(chǎn)。據(jù)測(cè)算，項(xiàng)目投產(chǎn)后，年供汽量將達(dá)480萬(wàn)噸，可等效減排二氧化碳107萬(wàn)噸、二氧化硫184噸、氮氧化物263噸，相當(dāng)于新增植樹(shù)造林面積2900公頃，能為當(dāng)?shù)氐氖孛磕旯?jié)省碳排放指標(biāo)70多萬(wàn)噸。

核能供汽是指利用核能供應(yīng)工業(yè)蒸汽。工業(yè)蒸汽被廣泛應(yīng)用在電力、石化化工、紡織、造紙、食品加工等行業(yè)。其中，石化化工行業(yè)是上述行業(yè)中對(duì)工業(yè)蒸汽需求最大的行業(yè)。

石化化工行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程排放的二氧化碳占全國(guó)碳排放的比重約為13%。“雙碳”目標(biāo)背景下，石化化工行業(yè)減碳?jí)毫薮?。利用核能供?yīng)工業(yè)蒸汽，能有效降低該行業(yè)的碳排放。

“和氣一號(hào)”項(xiàng)目采用田灣核電3號(hào)、4號(hào)機(jī)組中發(fā)電的二回路蒸汽為熱源，替代傳統(tǒng)煤炭消耗，旨在解決石化化工企業(yè)的熱源和動(dòng)力源問(wèn)題。與煤炭制備工業(yè)蒸汽相比，由于熱源、動(dòng)力來(lái)自核能發(fā)電的一部分，成本低、碳排放低。

江蘇核電有限公司運(yùn)行二處副處長(zhǎng)武文奇介紹，核能供汽是核能發(fā)電產(chǎn)生的熱能與海水淡化后的除鹽水在無(wú)物質(zhì)接觸的過(guò)程中進(jìn)行熱量交換。除鹽水被加熱成蒸汽，再經(jīng)過(guò)過(guò)熱器，將蒸汽加熱成滿足石化基地參數(shù)要求的工業(yè)蒸汽，從而完成供汽。

江蘇核電有限公司維修支持處處長(zhǎng)李燁剛告訴記者，如果從發(fā)電量來(lái)看，抽取一小部分二回路中的蒸汽，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入汽輪機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行做功發(fā)電的蒸汽總量有所減少，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電量降低。但是，進(jìn)入汽輪機(jī)做功發(fā)電的核能蒸汽熱效率一般不超過(guò)40%，而用于生產(chǎn)工業(yè)蒸汽的熱源蒸汽效率可達(dá)90%以上。從整體來(lái)看，核能供汽實(shí)際上將機(jī)組實(shí)際熱效率從37%提高到42%。

今年5月，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《2024—2025年節(jié)能降碳行動(dòng)方案》明確提出，鼓勵(lì)大型石化化工園區(qū)探索利用核能供汽供熱。連云港虹洋熱電有限公司生產(chǎn)副總經(jīng)理張杜峰給記者算了筆賬，以目前的最大供汽能力計(jì)算，每小時(shí)600噸的核能蒸汽供給，能滿足連云港石化園區(qū)30%的蒸汽缺口。這些蒸汽每年可為連云港園區(qū)節(jié)約原煤約44.77萬(wàn)噸。

核能發(fā)展利用安全有序，是社會(huì)各界的共同期待。在設(shè)計(jì)安全、穩(wěn)定的核能利用方法，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、流程規(guī)范不斷提高核能利用安全性上，“和氣一號(hào)”走出了屬于自己的道路。

據(jù)悉，項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)秉承多重物理隔離的設(shè)計(jì)理念，采用多級(jí)換熱技術(shù)，經(jīng)由獨(dú)立隔離回路將蒸汽輸送至連云港石化產(chǎn)業(yè)基地。在蒸汽供能項(xiàng)目的能源站內(nèi)，記者看到了很多穿著“保溫服”的管道。江蘇核電設(shè)備管理處設(shè)備管理科科長(zhǎng)胡海波介紹：“我們把原本用于發(fā)電的二回路蒸汽抽出來(lái)之后，就是在這里另作他用。這些穿‘保溫服’管道的主要作用是確保熱量不耗散。不同回路的設(shè)計(jì)就是為了保障供汽過(guò)程中的物理隔絕?！?/span>

記者還了解到，核電機(jī)組有四道安全屏障，工程師們?cè)诩訜嵴羝艿郎显O(shè)置了輻射監(jiān)測(cè)儀表及快關(guān)閥，確保對(duì)外輸送的蒸汽“零碳清潔”。當(dāng)輻射監(jiān)測(cè)儀表的數(shù)值超過(guò)安全臨界值時(shí)，快關(guān)閥可在5秒內(nèi)快速關(guān)閉，來(lái)自3號(hào)、4號(hào)機(jī)組熱源的加熱蒸汽將被迅速隔離。最后，第三個(gè)獨(dú)立回路和工業(yè)蒸汽管道上都安裝了輻射監(jiān)測(cè)儀表，以此確保任何輻射不會(huì)流向用汽端。

除安全供汽外，穩(wěn)定可靠更是核能供汽的優(yōu)勢(shì)所在。目前核電站已實(shí)現(xiàn)18個(gè)月長(zhǎng)周期換料，即核電機(jī)組能夠連續(xù)運(yùn)行18個(gè)月不中斷，從而提供穩(wěn)定的蒸汽供應(yīng)。項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初，就考慮了加熱汽源能實(shí)現(xiàn)單機(jī)組供汽或兩臺(tái)機(jī)組聯(lián)合供汽的方式。即使遇到機(jī)組換料大修，在大修前仍可實(shí)現(xiàn)額定負(fù)荷下無(wú)擾切換連續(xù)供汽，有能力保證每年8000小時(shí)的蒸汽連續(xù)供應(yīng)。

核能供汽與石化化工行業(yè)成功跨界合作，不僅拓展了核能的應(yīng)用場(chǎng)景，更為國(guó)內(nèi)多家核電廠開(kāi)展的核能工業(yè)供汽提供了示范樣本，國(guó)內(nèi)石化基地能源供應(yīng)的綠色升級(jí)也找到了新路徑。

中國(guó)工程院院士葉奇蓁表示，核能作為一種清潔能源，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要能源組成。除核電外，核能綜合利用前景廣闊，特別是在熱電聯(lián)供方面已有良好實(shí)踐?！昂蜌庖惶?hào)”核能供汽項(xiàng)目是全國(guó)首個(gè)工業(yè)用途核能供汽工程，為核能與石化耦合發(fā)展提供了可行方案。核能綜合利用與高耗能行業(yè)耦合發(fā)展將進(jìn)一步凸顯核能的零碳價(jià)值，可以滿足高耗能行業(yè)多樣化的用能需求，可以為高碳排放產(chǎn)業(yè)提供脫碳技術(shù)方案，支撐國(guó)家大型化工基地、大型工業(yè)基地建設(shè)，與國(guó)家關(guān)于產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型的部署高度契合。

“目前核能供汽項(xiàng)目規(guī)?；l(fā)展主要受到核電廠選址以及輸送管網(wǎng)建設(shè)等配套設(shè)施的制約。但隨著核能技術(shù)的發(fā)展，核能、石化跨界耦合很有可能塑造我國(guó)能源新格局?！苯K核電有限公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)張毅說(shuō)，“以‘和氣一號(hào)’為開(kāi)端，我們將繼續(xù)探索核能供汽、制氫等多種方案，提升核能綜合利用水平。隨著小型堆、微型堆、移動(dòng)堆的核能技術(shù)進(jìn)步，未來(lái)將有更多的石化園區(qū)用上核能供汽?！?/span>