江蘇連云港：與化工行業(yè)耦合核能供汽讓石化基地綠意盎然

2024-07-14 10:34 來(lái)源: 連網(wǎng)

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【連網(wǎng)】 □ 周瑩朱迅高原

江蘇連云港，這座中國(guó)東部沿海的璀璨明珠，正迎來(lái)一場(chǎng)能源革命。

日前，全國(guó)首個(gè)工業(yè)用途的核能供汽工程“和氣一號(hào)”正式通汽，實(shí)現(xiàn)了核能與化工行業(yè)耦合，讓核能為國(guó)家七大石化基地之一的連云港石化產(chǎn)業(yè)基地提供穩(wěn)定、高效的蒸汽。

“和氣一號(hào)”項(xiàng)目的實(shí)施，不僅滿足了石化產(chǎn)業(yè)的用汽需求，更在降低綜合能耗和消除環(huán)境污染方面取得了顯著成效，為連云港經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了能源支撐，為地方打造萬(wàn)億級(jí)石化產(chǎn)業(yè)集群提供了有力支撐。

核能不僅僅可以發(fā)電

隨著全球氣候變化問(wèn)題日益嚴(yán)峻，“雙碳”目標(biāo)已成為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要方向。在這一背景下，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《2024—2025年節(jié)能降碳行動(dòng)方案》，明確鼓勵(lì)大型石化化工園區(qū)探索利用核能供汽供熱。國(guó)家對(duì)核能供汽供熱給予了明確的政策支持，讓核電為工業(yè)供汽推進(jìn)更加順利。

核能發(fā)電其實(shí)已經(jīng)被大多數(shù)人所接受，然而核能供熱、供汽等綜合利用正在逐步走進(jìn)人們生產(chǎn)生活。

和氣一號(hào)

從連云港田灣核電站到位于徐圩新區(qū)的石化產(chǎn)業(yè)基地，一條23.36千米長(zhǎng)的銀白色管道猶如長(zhǎng)龍，在它的“肚子”里，是由核能生產(chǎn)出的蒸汽。其進(jìn)入基地就成為化工企業(yè)生產(chǎn)所需的關(guān)鍵要素——蒸汽。

化工園區(qū)為何需要蒸汽呢？徐圩新區(qū)虹洋熱電相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，蒸汽可用作動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)化工設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，可作為熱源用于加熱化工過(guò)程中的物料、反應(yīng)器以及設(shè)備等。蒸汽蒸餾更是廣泛被應(yīng)用于原油提煉、化學(xué)品分離等領(lǐng)域，對(duì)于物質(zhì)的純化起到至關(guān)重要的作用。蒸汽具有較高的溫度和熱量，可以用于清洗和消毒設(shè)備、容器以及管道等。

每年，徐圩新區(qū)需要生產(chǎn)大量的蒸汽滿足園區(qū)生產(chǎn)生活需求。長(zhǎng)期以來(lái)，化工行業(yè)的高溫高壓蒸汽主要來(lái)自煤炭燃燒。中國(guó)石油和化學(xué)化工聯(lián)合會(huì)及多家化工企業(yè)、園區(qū)等單位于2021年共同發(fā)布的《中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)碳達(dá)峰與碳中和宣言》中顯示，截至2020年底，化工行業(yè)碳排放量超過(guò)2.6萬(wàn)噸標(biāo)煤的企業(yè)約2300家。這就導(dǎo)致了大部分化工基地都需要建立龐大的蒸汽能源中心，極大地占有了基地原有碳排指標(biāo)。

“高溫高壓蒸汽是化工生產(chǎn)不可或缺的要素。目前我國(guó)化工行業(yè)的工業(yè)蒸汽主要來(lái)自燃煤電廠或自備燃煤鍋爐，采用核能供汽將有效降低能耗、減少碳排放。”中核集團(tuán)江蘇核電維修總經(jīng)理、工程負(fù)責(zé)人劉永生說(shuō)。

其實(shí)，核電站中也富含蒸汽資源。用核能燒開水發(fā)電，是許多網(wǎng)友對(duì)核電的有趣比喻，而這種類比也從本質(zhì)上道出了核電站的發(fā)電原理。核島中的核燃料通過(guò)核裂變釋放能量，將水加熱轉(zhuǎn)化為蒸汽，從而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。

“和氣一號(hào)”為國(guó)內(nèi)石化基地能源供應(yīng)的綠色升級(jí)提供了新方案。

江蘇核電黨委書記、董事長(zhǎng)張毅給筆者算了一筆賬，據(jù)估算，該項(xiàng)目每年可減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤40萬(wàn)噸，等效減排二氧化碳107萬(wàn)噸、二氧化硫184噸、氮氧化物263噸。這相當(dāng)于增植了2900公頃的森林面積，為大自然貢獻(xiàn)了一片“綠色肺葉”。

這些節(jié)省下來(lái)的碳排放指標(biāo)不僅可以在碳交易市場(chǎng)上獲得經(jīng)濟(jì)收益，更為企業(yè)提供了更多的發(fā)展空間和靈活性，助力其在綠色發(fā)展的道路上走得更遠(yuǎn)。

核電供汽需要闖三關(guān)

核能供汽，顧名思義就是利用核電站的熱量供應(yīng)工業(yè)蒸汽。然而23米的供汽要想安全、環(huán)保還需要“科技狠活”。

“和氣一號(hào)”通過(guò)抽取田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組中原先用來(lái)發(fā)電的部分熱能作為熱源，經(jīng)過(guò)多級(jí)換熱，將熱量傳遞給工業(yè)用汽管網(wǎng)中的海水淡化后除鹽水，使其加熱并汽化成蒸汽。加熱后的蒸汽通過(guò)工業(yè)用汽管網(wǎng)傳送到虹洋熱電預(yù)熱其蒸汽管網(wǎng)中的水，實(shí)現(xiàn)石化基地“熱能中樞”減排。虹洋熱電生產(chǎn)副總張杜峰算了一筆賬，以最大供汽能力算，每小時(shí)600噸的核能蒸汽可以為園區(qū)30%的蒸汽缺口保障生產(chǎn)需求。每年可為園區(qū)節(jié)約原煤約40萬(wàn)噸，推動(dòng)綠色石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

核能供汽第一關(guān)就是要守牢“安全關(guān)”。核電和化工都是對(duì)安全高度敏感的行業(yè)，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)造成不可挽回的事故。為此，“和氣一號(hào)”采用了多重隔離技術(shù)。

和氣一號(hào)2

江蘇核電副總經(jīng)理李連海介紹，為了確保在異常情況下能夠迅速切斷蒸汽供應(yīng)，“和氣一號(hào)”項(xiàng)目在整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置了多個(gè)輻射監(jiān)測(cè)點(diǎn)。這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)放射性儀表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蒸汽的放射性水平，確保物理隔離舉措安全可靠。一旦發(fā)生異常波動(dòng)，“和氣一號(hào)”還可以利用特別配備的隔離閥，實(shí)現(xiàn)5秒鐘內(nèi)快速切斷向蒸汽供能系統(tǒng)的核能蒸汽。這一設(shè)計(jì)不僅確保了工業(yè)蒸汽回路的蒸汽安全，也為整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。

核能供汽第二關(guān)是創(chuàng)新示范。作為首個(gè)項(xiàng)目，“和氣一號(hào)”擁有眾多的創(chuàng)新點(diǎn)：

——“和氣一號(hào)”項(xiàng)目創(chuàng)新性地采用了國(guó)內(nèi)單套容量最大的雙側(cè)相變式蒸汽轉(zhuǎn)換技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)冷熱介質(zhì)的逆向?qū)α鞲咝Q熱，確保出口蒸汽溫度在260攝氏度左右。

——為了減少蒸汽在傳輸過(guò)程中的熱量損失，“和氣一號(hào)”項(xiàng)目特別采用了預(yù)制架空保溫管，并以三重復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)技術(shù)為核心，確保蒸汽在傳輸過(guò)程中的熱量損失降到最低。

——“和氣一號(hào)”項(xiàng)目配套的海水淡化項(xiàng)目是目前江蘇省內(nèi)最大的。該項(xiàng)目平時(shí)采用海水直接淡化，冬季則可以利用從3、4號(hào)機(jī)組海水排水隧道內(nèi)溫排水，減少能耗，這為核電廠溫排水的大規(guī)模綜合利用提供了范例。

此外，“和氣一號(hào)”還需要過(guò)保溫關(guān)。方洋集團(tuán)核能供汽項(xiàng)目負(fù)責(zé)人葉圣陶告訴筆者：“管道采用了新興的復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，即氣凝膠、碳酸鈣加上聚氨酯。經(jīng)過(guò)前段時(shí)間的測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)蒸汽從核電站到石化基地，溫度下降實(shí)現(xiàn)在1.5℃/km以內(nèi)，總體來(lái)說(shuō)，保溫效果已經(jīng)超過(guò)預(yù)期，還是很好的。”

核能綜合利用恰逢其時(shí)

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，核能綜合利用前景廣闊，未來(lái)核能項(xiàng)目將從以往單一的供電向供暖、供汽、制氫、海水淡化、制冷等領(lǐng)域發(fā)展。

目前，核電站為居民供暖已經(jīng)在山東、浙江各地成為可能。

“和氣一號(hào)”的正式通汽，不僅標(biāo)志著核能在工業(yè)供熱領(lǐng)域的應(yīng)用取得了實(shí)質(zhì)性突破，更是連云港市在核能綜合利用方面邁出的堅(jiān)實(shí)一步。這一創(chuàng)新舉措不僅提高了能源利用效率，還為推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的綠色轉(zhuǎn)型提供了有力支撐。

今年以來(lái)，連云港市充分挖掘核電綜合利用空間。5月19日，全國(guó)最大的海上光伏項(xiàng)目正式開工，約330萬(wàn)塊長(zhǎng)2.5米、寬1.1米的光伏組件將排列成翅膀的樣子，巧妙地與海洋、跨海大橋等自然城市景觀融為一體。項(xiàng)目利用江蘇核電溫排水區(qū)域發(fā)展光伏發(fā)電，不僅優(yōu)化了能源結(jié)構(gòu)，還為地區(qū)帶來(lái)了可持續(xù)的清潔能源。

光伏發(fā)電與核電作為高安全的清潔能源，接近終端負(fù)荷，具有較強(qiáng)的互補(bǔ)性。中核田灣200萬(wàn)千瓦灘涂光伏示范項(xiàng)目利用核電站溫排水區(qū)域開展“光伏+核電”多能互補(bǔ)，能夠有效降低對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)影響，為周邊城市提供更多清潔能源。

這一項(xiàng)目的實(shí)施，是連云港市探索清潔能源發(fā)展與核電能源供給有機(jī)融合的重要嘗試。

連云港市發(fā)改委相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，未來(lái)，連云港市將積極穩(wěn)妥地推進(jìn)抽水蓄能和核能制氫工作，進(jìn)一步拓展核能的應(yīng)用領(lǐng)域。

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