日前，在江苏连云港(gang)田湾核电基地，“和气一号”核能供汽项目正式建成投(tou)产。据测算，项目投(tou)产后，年供汽量将达480万吨，可等(deng)效减排二氧化碳107万吨、二氧化硫184吨、氮氧化物263吨，相当于新增植树造林面积2900公(gong)顷，能为当地的石化基地每年节省碳排放指标70多万吨。
核能供汽是指利用核能供应工业蒸汽。工业蒸汽被广(guang)泛应用在电力、石化化工、纺织、造纸、食(shi)品加(jia)工等(deng)行业。其中(zhong)，石化化工行业是上述行业中(zhong)对(dui)工业蒸汽需求最大(da)的行业。
石化化工行业生产过程排放的二氧化碳占全国碳排放的比重约为13%。“双碳”目标背景下，石化化工行业减碳压力巨大(da)。利用核能供应工业蒸汽，能有效降低(di)该行业的碳排放。
“和气一号”项目采用田湾核电3号、4号机组中(zhong)发电的二回路蒸汽为热源，替代传统煤炭(tan)消(xiao)耗，旨在解决石化化工企业的热源和动力源问题(ti)。与煤炭(tan)制备工业蒸汽相比，由于热源、动力来自(zi)核能发电的一部分，成本低(di)、碳排放低(di)。
江苏核电有限(xian)公(gong)司(si)运(yun)行二处副处长武文奇(qi)介绍(shao)，核能供汽是核能发电产生的热能与海水淡化后的除盐水在无物质接触的过程中(zhong)进行热量交换。除盐水被加(jia)热成蒸汽，再经过过热器，将蒸汽加(jia)热成满足(zu)石化基地参数要求的工业蒸汽，从而(er)完(wan)成供汽。
江苏核电有限(xian)公(gong)司(si)维修支持处处长李烨刚告诉记者，如果(guo)从发电量来看(kan)，抽取一小部分二回路中(zhong)的蒸汽，会(hui)导致进入(ru)汽轮机系统进行做功(gong)发电的蒸汽总量有所减少，进而(er)导致发电量降低(di)。但(dan)是，进入(ru)汽轮机做功(gong)发电的核能蒸汽热效率一般不超(chao)过40%，而(er)用于生产工业蒸汽的热源蒸汽效率可达90%以(yi)上。从整体(ti)来看(kan)，核能供汽实(shi)际上将机组实(shi)际热效率从37%提高到42%。
今年5月，国务院印发的《2024—2025年节能降碳行动方(fang)案》明确提出，鼓励大(da)型石化化工园区(qu)探索利用核能供汽供热。连云港(gang)虹(hong)洋热电有限(xian)公(gong)司(si)生产副总经理张(zhang)杜峰给记者算了笔账(zhang)，以(yi)目前的最大(da)供汽能力计算，每小时600吨的核能蒸汽供给，能满足(zu)连云港(gang)石化园区(qu)30%的蒸汽缺口。这些蒸汽每年可为连云港(gang)园区(qu)节约原煤约44.77万吨。
核能发展利用安全有序，是社(she)会(hui)各界的共同期待(dai)。在设计安全、稳定的核能利用方(fang)法，通过技术创(chuang)新、流程规范不断提高核能利用安全性上，“和气一号”走(zou)出了属于自(zi)己的道(dao)路。
据悉，项目设计时秉承(cheng)多重物理隔离的设计理念，采用多级换热技术，经由独立(li)隔离回路将蒸汽输送至连云港(gang)石化产业基地。在蒸汽供能项目的能源站内，记者看(kan)到了很多穿着(zhe)“保温服”的管道(dao)。江苏核电设备管理处设备管理科科长胡(hu)海波介绍(shao)：“我们把(ba)原本用于发电的二回路蒸汽抽出来之后，就是在这里另作他用。这些穿‘保温服’管道(dao)的主要作用是确保热量不耗散。不同回路的设计就是为了保障供汽过程中(zhong)的物理隔绝。”
记者还了解到，核电机组有四道(dao)安全屏(ping)障，工程师们在加(jia)热蒸汽管道(dao)上设置了辐射监测仪表(biao)及快关阀，确保对(dui)外输送的蒸汽“零碳清洁”。当辐射监测仪表(biao)的数值超(chao)过安全临界值时，快关阀可在5秒内快速关闭，来自(zi)3号、4号机组热源的加(jia)热蒸汽将被迅(xun)速隔离。最后，第三个独立(li)回路和工业蒸汽管道(dao)上都安装了辐射监测仪表(biao)，以(yi)此确保任何辐射不会(hui)流向用汽端。
除安全供汽外，稳定可靠更是核能供汽的优势所在。目前核电站已实(shi)现18个月长周期换料，即核电机组能够连续(xu)运(yun)行18个月不中(zhong)断，从而(er)提供稳定的蒸汽供应。项目在设计之初，就考虑了加(jia)热汽源能实(shi)现单机组供汽或两台机组联合供汽的方(fang)式。即使遇到机组换料大(da)修，在大(da)修前仍可实(shi)现额(e)定负荷下无扰切(qie)换连续(xu)供汽，有能力保证每年8000小时的蒸汽连续(xu)供应。
核能供汽与石化化工行业成功(gong)跨界合作，不仅拓展了核能的应用场景，更为国内多家核电厂开展的核能工业供汽提供了示范样本，国内石化基地能源供应的绿色(se)升级也找到了新路径(jing)。
中(zhong)国工程院院士叶奇(qi)蓁表(biao)示，核能作为一种清洁能源，是实(shi)现碳达峰、碳中(zhong)和目标的重要能源组成。除核电外，核能综合利用前景广(guang)阔(kuo)，特(te)别(bie)是在热电联供方(fang)面已有良(liang)好实(shi)践。“和气一号”核能供汽项目是全国首个工业用途核能供汽工程，为核能与石化耦合发展提供了可行方(fang)案。核能综合利用与高耗能行业耦合发展将进一步凸(tu)显核能的零碳价值，可以(yi)满足(zu)高耗能行业多样化的用能需求，可以(yi)为高碳排放产业提供脱碳技术方(fang)案，支撑国家大(da)型化工基地、大(da)型工业基地建设，与国家关于产业绿色(se)低(di)碳转型的部署高度契(qi)合。
“目前核能供汽项目规模化发展主要受到核电厂选址以(yi)及输送管网建设等(deng)配套设施的制约。但(dan)随着(zhe)核能技术的发展，核能、石化跨界耦合很有可能塑造我国能源新格(ge)局。”江苏核电有限(xian)公(gong)司(si)党委书记、董事长张(zhang)毅说，“以(yi)‘和气一号’为开端，我们将继(ji)续(xu)探索核能供汽、制氢等(deng)多种方(fang)案，提升核能综合利用水平。随着(zhe)小型堆、微型堆、移(yi)动堆的核能技术进步，未来将有更多的石化园区(qu)用上核能供汽。” （经济(ji)日报记者 银 晟）