- 核能供汽打開產業應用新場景
- 2024年07月14日 來源：經濟日報
提要：核能供汽與石化化工行業成功跨界合作，不僅拓展了核能的應用場景，更為國內多家核電廠開展的核能工業供汽提供了示范樣本，國內石化基地能源供應的綠色升級也找到了新路徑。
日前，在江蘇連云港田灣核電基地，“和氣一號”核能供汽項目正式建成投產。據測算，項目投產后，年供汽量將達480萬噸，可等效減排二氧化碳107萬噸、二氧化硫184噸、氮氧化物263噸，相當于新增植樹造林面積2900公頃，能為當地的石化基地每年節省碳排放指標70多萬噸。
核能供汽是指利用核能供應工業蒸汽。工業蒸汽被廣泛應用在電力、石化化工、紡織、造紙、食品加工等行業。其中，石化化工行業是上述行業中對工業蒸汽需求最大的行業。
石化化工行業生產過程排放的二氧化碳占全國碳排放的比重約為13%?！半p碳”目標背景下，石化化工行業減碳壓力巨大。利用核能供應工業蒸汽，能有效降低該行業的碳排放。
“和氣一號”項目采用田灣核電3號、4號機組中發電的二回路蒸汽為熱源，替代傳統煤炭消耗，旨在解決石化化工企業的熱源和動力源問題。與煤炭制備工業蒸汽相比，由于熱源、動力來自核能發電的一部分，成本低、碳排放低。
江蘇核電有限公司運行二處副處長武文奇介紹，核能供汽是核能發電產生的熱能與海水淡化后的除鹽水在無物質接觸的過程中進行熱量交換。除鹽水被加熱成蒸汽，再經過過熱器，將蒸汽加熱成滿足石化基地參數要求的工業蒸汽，從而完成供汽。
江蘇核電有限公司維修支持處處長李燁剛告訴記者，如果從發電量來看，抽取一小部分二回路中的蒸汽，會導致進入汽輪機系統進行做功發電的蒸汽總量有所減少，進而導致發電量降低。但是，進入汽輪機做功發電的核能蒸汽熱效率一般不超過40%，而用于生產工業蒸汽的熱源蒸汽效率可達90%以上。從整體來看，核能供汽實際上將機組實際熱效率從37%提高到42%。
今年5月，國務院印發的《2024—2025年節能降碳行動方案》明確提出，鼓勵大型石化化工園區探索利用核能供汽供熱。連云港虹洋熱電有限公司生產副總經理張杜峰給記者算了筆賬，以目前的最大供汽能力計算，每小時600噸的核能蒸汽供給，能滿足連云港石化園區30%的蒸汽缺口。這些蒸汽每年可為連云港園區節約原煤約44.77萬噸。
核能發展利用安全有序，是社會各界的共同期待。在設計安全、穩定的核能利用方法，通過技術創新、流程規范不斷提高核能利用安全性上，“和氣一號”走出了屬于自己的道路。
據悉，項目設計時秉承多重物理隔離的設計理念，采用多級換熱技術，經由獨立隔離回路將蒸汽輸送至連云港石化產業基地。在蒸汽供能項目的能源站內，記者看到了很多穿著“保溫服”的管道。江蘇核電設備管理處設備管理科科長胡海波介紹：“我們把原本用于發電的二回路蒸汽抽出來之后，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。不同回路的設計就是為了保障供汽過程中的物理隔絕?！?/p>
記者還了解到，核電機組有四道安全屏障，工程師們在加熱蒸汽管道上設置了輻射監測儀表及快關閥，確保對外輸送的蒸汽“零碳清潔”。當輻射監測儀表的數值超過安全臨界值時，快關閥可在5秒內快速關閉，來自3號、4號機組熱源的加熱蒸汽將被迅速隔離。最后，第三個獨立回路和工業蒸汽管道上都安裝了輻射監測儀表，以此確保任何輻射不會流向用汽端。
除安全供汽外，穩定可靠更是核能供汽的優勢所在。目前核電站已實現18個月長周期換料，即核電機組能夠連續運行18個月不中斷，從而提供穩定的蒸汽供應。項目在設計之初，就考慮了加熱汽源能實現單機組供汽或兩臺機組聯合供汽的方式。即使遇到機組換料大修，在大修前仍可實現額定負荷下無擾切換連續供汽，有能力保證每年8000小時的蒸汽連續供應。
核能供汽與石化化工行業成功跨界合作，不僅拓展了核能的應用場景，更為國內多家核電廠開展的核能工業供汽提供了示范樣本，國內石化基地能源供應的綠色升級也找到了新路徑。
中國工程院院士葉奇蓁表示，核能作為一種清潔能源，是實現碳達峰、碳中和目標的重要能源組成。除核電外，核能綜合利用前景廣闊，特別是在熱電聯供方面已有良好實踐。“和氣一號”核能供汽項目是全國首個工業用途核能供汽工程，為核能與石化耦合發展提供了可行方案。核能綜合利用與高耗能行業耦合發展將進一步凸顯核能的零碳價值，可以滿足高耗能行業多樣化的用能需求，可以為高碳排放產業提供脫碳技術方案，支撐國家大型化工基地、大型工業基地建設，與國家關于產業綠色低碳轉型的部署高度契合。
“目前核能供汽項目規模化發展主要受到核電廠選址以及輸送管網建設等配套設施的制約。但隨著核能技術的發展，核能、石化跨界耦合很有可能塑造我國能源新格局?！苯K核電有限公司黨委書記、董事長張毅說，“以‘和氣一號’為開端，我們將繼續探索核能供汽、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、移動堆的核能技術進步，未來將有更多的石化園區用上核能供汽?！?/p>
