伴隨著打樁機(jī)有節(jié)奏的轟鳴聲，中國核工業(yè)集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱中核集團(tuán))田灣核電蒸汽供能項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱蒸汽供能項(xiàng)目)能源站不久前正式澆灌下第一罐混凝土舔腾。
這是我國首個(gè)工業(yè)園區(qū)核能供汽工程咒舰，該工程預(yù)計(jì)將在2023年底正式完工栅葡。屆時(shí)频祝，零碳排放的清潔蒸汽將從田灣核電站源源不斷地輸向江蘇連云港徐圩新區(qū)石化基地，國內(nèi)核能供汽也將真正邁向?qū)嵺`應(yīng)用 步悠，我國的核能綜合利用由此又向前推進(jìn)了一大步签杈。
石化基地安享核能供汽
用核能“燒開水”發(fā)電，一直是許多網(wǎng)友對(duì)核電的有趣調(diào)侃鼎兽，而這句調(diào)侃卻也從本質(zhì)上道出了核電站的發(fā)電原理 — —依靠核裂變釋放能量將水加熱轉(zhuǎn)化為蒸汽答姥，從而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。但蒸汽不光可以用來發(fā)電谚咬，其在工業(yè)生產(chǎn)中同樣大有用途鹦付。比如對(duì)于田灣核能供汽項(xiàng)目主要的供汽對(duì)象石油化工企業(yè)來說，蒸汽就是其生產(chǎn)過程中不可缺少的熱源和動(dòng)力源择卦。不僅石油在煉化過程中需要使用蒸汽進(jìn)行熱能量轉(zhuǎn)化敲长，就連輸油管道也需要蒸汽進(jìn)行保溫和伴熱。
目前秉继，我國工業(yè)企業(yè)所用的工業(yè)蒸汽主要來自燃煤電廠或者自備的燃煤鍋爐爬账。將核電站生產(chǎn)的蒸汽提供給工業(yè)企業(yè)，國際上部分核電站已有多年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)折司，相關(guān)技術(shù)也已較為成熟横罪。但核電站與火力發(fā)電廠畢竟不同，提起核能耿把，安全一直是人們首要關(guān)心的問題蚂悯。核能供汽如何保證安全?中國核能電力股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱中國核電)旗下江蘇核電有限公司維修總經(jīng)理、蒸汽供能項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉永生介紹淡窘，田灣核電站抽取其3號(hào)辞仇、4號(hào)機(jī)組常規(guī)島的二回路蒸汽作為熱源，采用多級(jí)完全隔離的換熱方式來制備工業(yè)蒸汽讼牢，再將加熱好的工業(yè)蒸汽通過工業(yè)用汽管網(wǎng)輸送至石化基地板拂。在核能供汽過程中，只涉及熱量交換盾摹，沒有任何水或者蒸汽的物質(zhì)交換嬉竞，因此可以最大程度保證工業(yè)蒸汽的安全性。
不僅低碳清潔而且穩(wěn)定可靠
抽走一部分二回路中的蒸汽厉斟，會(huì)不會(huì)導(dǎo)致發(fā)電站的運(yùn)行效率降低?專家介紹挚躯，如果僅從發(fā)電量來看，抽取一小部分二回路中的蒸汽擦秽，確實(shí)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码荔，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電量降低。但如果從核電站的整體熱效率來看感挥，抽走用于生產(chǎn)工業(yè)蒸汽的這一部分蒸汽缩搅，不僅沒有使整體熱效率降低越败，反而使其有所提升。劉永生算了一筆賬：“進(jìn)入汽輪機(jī)做功發(fā)電的熱源蒸汽的熱效率一般在 35%左右硼瓣，而用 于 生 產(chǎn) 工 業(yè) 蒸 汽 的 熱 源 蒸 汽 效 率 可 達(dá)90%究飞。因此從整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行工況來看，核電站的實(shí)際熱效率得到了提高堂鲤。”
核電站熱效率的提高亿傅，意味著寶貴的核能得到了更大程度的利用。而相比于傳統(tǒng)的燃煤獲取蒸汽瘟栖，核能還大大降低了蒸汽生產(chǎn)中的碳排放葵擎。根據(jù)測(cè)算，蒸汽供能項(xiàng)目建成后疗刮，每年供汽量將達(dá)480萬噸吞瘸，可等效減排二氧化碳107萬噸蝌购、二氧化硫184噸忿迷、氮氧化物263噸，相當(dāng)于新增植樹造林面積 2900公頃铅阎。同時(shí)纫惰，未來隨著碳核算的逐步展開，蒸汽供能項(xiàng)目還可以為石化基地每年節(jié)省碳排放指標(biāo)70多萬噸歌饺。
專家表示瓢疤，除了具有低碳、清潔的環(huán)保效益愤凭，核能供汽的優(yōu)勢(shì)更在于穩(wěn)定窥窜、可靠。近年來原俘，煤炭划烫、石油、天然氣等大宗化石能源的價(jià)格波動(dòng)明顯竿刁，核能的優(yōu)勢(shì)更加凸現(xiàn)黄锤。目前，核電站已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn) 18個(gè)月長(zhǎng)周期換料食拜，即核電機(jī)組能夠連續(xù)運(yùn)行 18個(gè)月不中斷鸵熟，從而提供穩(wěn)定的蒸汽供應(yīng)。對(duì)于換料時(shí)的蒸汽供應(yīng)负甸，核電站也有充分考慮流强，在設(shè)計(jì)時(shí)便留有一定冗余，有能力保證蒸汽供應(yīng)不間斷呻待。
田灣核能供汽項(xiàng)目作為我國首個(gè)開工建設(shè)的工業(yè)園區(qū)核能供汽項(xiàng)目打月，除了帶來的各項(xiàng)直接現(xiàn)實(shí)價(jià)值外，還具有更多示范意義。已經(jīng)運(yùn)行發(fā)電的核電站僵控，由于主要設(shè)備的功能和運(yùn)行參數(shù)指標(biāo)等在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)確定香到，加之不同蒸汽用戶對(duì)于蒸汽參數(shù)的要求存在較大差異，因此當(dāng)核電站向外界提供蒸汽時(shí)报破，需要對(duì)常規(guī)島進(jìn)行一定的技術(shù)改造悠就，而國內(nèi)此前并無相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。
中國核電有關(guān)負(fù)責(zé)人陳金星表示烘梭，核電站用于發(fā)電的常規(guī)島與火力發(fā)電廠并無顯著不同阴应，因此在核電站常規(guī)島熱電聯(lián)產(chǎn)的改造方面，可以借鑒火電領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范螺子。“但同時(shí)我們也會(huì)充分考慮改造對(duì)核電站主要設(shè)備和運(yùn)行工況的影響姚沽，嚴(yán)格遵守國家相關(guān)核安全法規(guī)的要求，確保電廠安全與供汽可靠性偏笋。”陳金星說蟹助，未來中國核電將充分發(fā)揮核能多用途應(yīng)用的綜合優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)在這一領(lǐng)域開展相關(guān)研究莱艺，進(jìn)一步推動(dòng)核能供汽的發(fā)展普及捉痰。
不斷探索核能綜合利用新領(lǐng)域
在蒸汽供能項(xiàng)目正式開工建設(shè)前，核能供暖已經(jīng)溫暖了我國南北的兩座小城榄集。浙江海鹽湖吭、山東海陽，都在上一個(gè)冬天相繼用上了核能供暖苗率。山東海陽更是依靠“暖核一號(hào)”提供的清潔熱量成為了全國第一個(gè)“零碳”供暖城市碉渡。
核能供暖、核能供汽母剥，本質(zhì)上提供的都是以水蒸氣為載體的熱量滞诺。但核能的用途還遠(yuǎn)不止于此，借助核電站堆芯內(nèi)發(fā)生的核反應(yīng)媳搪，輻照含有氮元素的靶件铭段，可以實(shí)現(xiàn)碳 14 的生產(chǎn)。據(jù)悉秦爆，今年 4 月底序愚，全球首批商用堆碳 14輻照生產(chǎn)靶件已在中核集團(tuán)秦山核電三廠 2號(hào)重水堆機(jī)組入堆，開始大規(guī)模生產(chǎn)碳 14 同位素等限，預(yù)計(jì)將于 2024 年開始向市場(chǎng)提供相關(guān)產(chǎn)品爸吮。屆時(shí)，我國碳 14完全依賴進(jìn)口的局面將得到根本性改變望门。
據(jù)介紹形娇，核能綜合利用領(lǐng)域廣泛锰霜，核能制氫也具有廣闊的發(fā)展前景。在核能技術(shù)中桐早，高溫氣冷堆可以為制氫工藝同時(shí)提供電能和熱能谊某，并且不釋放溫室氣體，還具有分解效率高箕但、便于工業(yè)規(guī)亩└冢化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)。去年年底饰逝，我國首座高溫氣冷堆核電站 — —石島灣高溫氣冷堆核電站已正式發(fā)電囊骆。不過相關(guān)專家也表示，目前文浆，核能制氫的關(guān)鍵技術(shù)仍有待進(jìn)一步突破筏匪、提升。
核能用途雖多升价，但因地制宜仍然是開展核能綜合利用的重要原則慢俄。陳金星說，不同地區(qū)茶括、不同類型的核能項(xiàng)目在開展綜合利用時(shí)烤脾，都需要融入到當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中佃戈，尋找契合的合作方向诅福，綜合考慮核能利用方式，并且要充分考慮經(jīng)濟(jì)性因素拖叙，如熱價(jià)和電價(jià)等氓润。
陳金星強(qiáng)調(diào)，安全永遠(yuǎn)是首要考慮的因素薯鳍， “核能項(xiàng)目選址要嚴(yán)格遵守國家的法律法規(guī)咖气，在項(xiàng)目前期要充分對(duì)地質(zhì)、人口挖滤、取排水崩溪、電網(wǎng)或熱網(wǎng)等進(jìn)行充分地論證和分析，確保核能項(xiàng)目的安全斩松。”
當(dāng)前伶唯，我國核能綜合利用正呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展的局面，核能綜合利用不僅最大程度高效利用了寶貴的核能惧盹，其利用過程本身也推動(dòng)了核能技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展乳幸。陳金星表示，未來如小型堆钧椰、池式供熱堆等新堆型的開發(fā)建設(shè)粹断，都將在發(fā)電同時(shí)殖祈，兼顧更多的綜合利用方式，使核能的效益達(dá)到最大化恼孩。
