日前，在江苏连云港田湾核电基地，“和气一号”核能供汽项目(mu)正式建成(cheng)投产。据测(ce)算，项目(mu)投产后，年供汽量将达480万吨，可等效减排二氧(yang)化碳107万吨、二氧(yang)化硫184吨、氮氧(yang)化物263吨，相当于新增植树造林面积(ji)2900公顷，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(yong)核能供应工业蒸汽。工业蒸汽被广泛应用(yong)在电力、石化化工、纺(fang)织、造纸、食品加工等行业。其(qi)中，石化化工行业是上述行业中对工业蒸汽需求最大的行业。
石化化工行业生产过程排放的二氧(yang)化碳占全国碳排放的比重约为13%。“双碳”目(mu)标背景下，石化化工行业减碳压力巨大。利用(yong)核能供应工业蒸汽，能有效降(jiang)低该行业的碳排放。
“和气一号”项目(mu)采用(yong)田湾核电3号、4号机组中发(fa)电的二回路蒸汽为热源，替代传统煤炭消耗，旨(zhi)在解决石化化工企业的热源和动力源问题(ti)。与煤炭制备工业蒸汽相比，由于热源、动力来自核能发(fa)电的一部分，成(cheng)本低、碳排放低。
江苏核电有限公司运行二处副处长武文奇介绍(shao)，核能供汽是核能发(fa)电产生的热能与海(hai)水淡化后的除盐水在无物质接触的过程中进行热量交换。除盐水被加热成(cheng)蒸汽，再经过过热器，将蒸汽加热成(cheng)满足石化基地参(can)数要求的工业蒸汽，从而完成(cheng)供汽。
江苏核电有限公司维修(xiu)支持处处长李烨刚告诉记者，如果从发(fa)电量来看，抽取一小部分二回路中的蒸汽，会导致进入汽轮机系统进行做功发(fa)电的蒸汽总量有所减少，进而导致发(fa)电量降(jiang)低。但是，进入汽轮机做功发(fa)电的核能蒸汽热效率一般不超过40%，而用(yong)于生产工业蒸汽的热源蒸汽效率可达90%以上。从整(zheng)体来看，核能供汽实际上将机组实际热效率从37%提高到42%。
今年5月，国务院印发(fa)的《2024—2025年节能降(jiang)碳行动方案》明确提出，鼓励(li)大型石化化工园区探索利用(yong)核能供汽供热。连云港虹洋热电有限公司生产副总经理张杜峰给(gei)记者算了笔账，以目(mu)前的最大供汽能力计算，每小时600吨的核能蒸汽供给(gei)，能满足连云港石化园区30%的蒸汽缺口。这些蒸汽每年可为连云港园区节约原煤约44.77万吨。
核能发(fa)展利用(yong)安全有序，是社会各界的共(gong)同期待。在设计安全、稳定的核能利用(yong)方法，通过技术创新、流程规范(fan)不断提高核能利用(yong)安全性上，“和气一号”走出了属于自己的道路。
据悉，项目(mu)设计时秉承多重物理隔离的设计理念(nian)，采用(yong)多级换热技术，经由独(du)立隔离回路将蒸汽输送至连云港石化产业基地。在蒸汽供能项目(mu)的能源站内，记者看到了很多穿着“保温服”的管道。江苏核电设备管理处设备管理科科长胡海(hai)波(bo)介绍(shao)：“我们把原本用(yong)于发(fa)电的二回路蒸汽抽出来之后，就是在这里另作他用(yong)。这些穿‘保温服’管道的主要作用(yong)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的物理隔绝。”
记者还了解到，核电机组有四道安全屏障，工程师们在加热蒸汽管道上设置了辐射(she)监(jian)测(ce)仪表及快关阀，确保对外输送的蒸汽“零碳清洁”。当辐射(she)监(jian)测(ce)仪表的数值超过安全临界值时，快关阀可在5秒内快速关闭，来自3号、4号机组热源的加热蒸汽将被迅速隔离。最后，第三个(ge)独(du)立回路和工业蒸汽管道上都安装了辐射(she)监(jian)测(ce)仪表，以此确保任何辐射(she)不会流向用(yong)汽端(duan)。
除安全供汽外，稳定可靠更是核能供汽的优势所在。目(mu)前核电站已实现(xian)18个(ge)月长周期换料，即核电机组能够连续运行18个(ge)月不中断，从而提供稳定的蒸汽供应。项目(mu)在设计之初(chu)，就考虑了加热汽源能实现(xian)单机组供汽或两台机组联合供汽的方式。即使遇到机组换料大修(xiu)，在大修(xiu)前仍可实现(xian)额定负荷下无扰切换连续供汽，有能力保证每年8000小时的蒸汽连续供应。
核能供汽与石化化工行业成(cheng)功跨界合作，不仅拓展了核能的应用(yong)场景，更为国内多家核电厂(chang)开展的核能工业供汽提供了示范(fan)样本，国内石化基地能源供应的绿色升级也找到了新路径。
中国工程院院士叶奇蓁表示，核能作为一种清洁能源，是实现(xian)碳达峰、碳中和目(mu)标的重要能源组成(cheng)。除核电外，核能综(zong)合利用(yong)前景广阔，特别是在热电联供方面已有良好实践。“和气一号”核能供汽项目(mu)是全国首个(ge)工业用(yong)途(tu)核能供汽工程，为核能与石化耦合发(fa)展提供了可行方案。核能综(zong)合利用(yong)与高耗能行业耦合发(fa)展将进一步凸显核能的零碳价值，可以满足高耗能行业多样化的用(yong)能需求，可以为高碳排放产业提供脱碳技术方案，支撑国家大型化工基地、大型工业基地建设，与国家关于产业绿色低碳转型的部署高度契合。
“目(mu)前核能供汽项目(mu)规模化发(fa)展主要受(shou)到核电厂(chang)选(xuan)址(zhi)以及输送管网建设等配套设施的制约。但随着核能技术的发(fa)展，核能、石化跨界耦合很有可能塑造我国能源新格局。”江苏核电有限公司党委书记、董事长张毅说，“以‘和气一号’为开端(duan)，我们将继续探索核能供汽、制氢等多种方案，提升核能综(zong)合利用(yong)水平(ping)。随着小型堆、微型堆、移动堆的核能技术进步，未来将有更多的石化园区用(yong)上核能供汽。” （经济日报记者 银 晟）