黃海之濱，云臺山下。
初冬時節(jié)，記者驅(qū)車從江蘇連云港市區(qū)一路向東直奔黃海。當(dāng)海的盡頭出現(xiàn)一座座圓柱形“核島”以及蜿蜒的管道、林立的塔架時，田灣核電基地到了。
這座全球在運和在建總裝機容量最大的核電基地，于2024年6月19日投產(chǎn)了全國首個工業(yè)用途核能供汽工程——“和氣一號”，每小時可產(chǎn)出600噸工業(yè)蒸汽。這些蒸汽隨即被輸送到20多公里外的連云港石化產(chǎn)業(yè)基地，驅(qū)動那里的工業(yè)馬達。
“‘和氣一號’的投產(chǎn)，標志著中國核能綜合利用從單一發(fā)電、城市供暖拓展到工業(yè)供汽領(lǐng)域。”江蘇核電有限公司黨委書記、董事長張毅告訴記者，“這項工程每年提供的工業(yè)蒸汽，相當(dāng)于減少40萬噸標準煤的燃燒，新增植樹造林面積2900公頃！”
安全有賴“自嗨鍋”
站在田灣核電基地觀景平臺俯瞰，蒼翠的云臺山下，8臺核電機組一字排開。在3、4號機組旁，一座新建的能源站鑲嵌其間。這就是“和氣一號”的“中樞神經(jīng)”。
走近它，機器的轟鳴聲逐漸清晰，那是熱能轉(zhuǎn)化發(fā)出的“交響”。
“和氣一號”由3個獨立回路組成，包括3、4號機組的一回路、二回路以及此次新建的工業(yè)蒸汽回路，3個回路各自獨立、相互隔離運行。利用田灣核電3、4號機組裂變產(chǎn)生的熱量，通過一回路蒸汽發(fā)生器，把二回路的水加熱，生成高溫高壓的蒸汽。這些蒸汽中的一部分用來推動汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電；另一部分被抽到能源站，在物理隔絕的情況下，加熱經(jīng)過海水淡化處理后的除鹽水，再用多級換熱技術(shù)，產(chǎn)生可以用于工業(yè)生產(chǎn)的蒸汽。
“如果說核能發(fā)電像‘燒開水’，那么核能供汽可以看作是‘燒開水’與‘自嗨鍋’的組合。”江蘇核電有限公司培訓(xùn)處處長武文奇給記者打了個比方，“核能發(fā)電產(chǎn)生的蒸汽相當(dāng)于‘自嗨鍋’的發(fā)熱包，除鹽水相當(dāng)于‘自嗨鍋’中的食物，發(fā)熱包與食物只有熱量交換，沒有物質(zhì)接觸，讓生產(chǎn)更安全。”
穿梭于能源站內(nèi)外，記者發(fā)現(xiàn)，主蒸汽取汽管道和工業(yè)蒸汽輸出管道上還設(shè)置了“小機關(guān)”。“這是輻射監(jiān)測儀表和快關(guān)閥，當(dāng)監(jiān)測到儀表數(shù)據(jù)超過臨界值時，快關(guān)閥可在5秒內(nèi)快速關(guān)閉。”江蘇核電有限公司維修總經(jīng)理劉永生告訴記者，這樣的設(shè)計可以確保生產(chǎn)過程的安全與穩(wěn)定。
水泵、預(yù)熱器、工業(yè)除氧器、蒸汽發(fā)生器、過熱器等各種設(shè)備相互接力，源源不斷制造工業(yè)蒸汽。“這些工業(yè)蒸汽可以替代傳統(tǒng)煤炭消耗，解決石化企業(yè)熱源和動力源問題。”劉永生說。
升溫再添“一把火”
在工業(yè)蒸汽產(chǎn)生的過程中，能源站設(shè)備的傳熱效率，直接影響工業(yè)蒸汽的利用價值。把20℃的除鹽水加熱為248℃的工業(yè)蒸汽，如此大的溫差，對傳熱效率提出了更高要求。
在能源站，十幾臺預(yù)熱器和加熱器將除鹽水逐級加熱，當(dāng)它們匯集到蒸發(fā)器的入口時，已經(jīng)有約200℃的高溫。這時，來自3、4號機組二回路的主蒸汽，從蒸發(fā)器另一端傳來，再給它們“加一把火”，便可以在短時間內(nèi)讓除鹽水升溫沸騰，變成蒸汽。
“我們通過多級換熱技術(shù)，再加上自主研發(fā)的國內(nèi)單套容量最大的雙側(cè)相變式蒸汽轉(zhuǎn)換裝置，可以讓熱源蒸汽的利用效率達到90%以上。”劉永生說，“3、4號機組的實際熱效率，也從原來的37%提高到42%。”
當(dāng)“和氣一號”產(chǎn)生的工業(yè)蒸汽離開田灣核電基地后，又將迎來一項新的挑戰(zhàn)——在長達20多公里的跋涉中，要戰(zhàn)勝各種自然和人為影響，保持一顆“滾燙的心”，直到抵達目的地。
“其中最大的難題是蒸汽管線的保溫。”江蘇方洋能源科技有限公司總經(jīng)理助理葉圣陶介紹，根據(jù)項目方案的技術(shù)要求，每公里的溫降要少于1.75℃。經(jīng)過反復(fù)研討、論證，他們采用了氣凝膠+硅酸鈣+聚氨酯發(fā)泡劑的復(fù)合式保溫結(jié)構(gòu)方案，就像給蒸汽管線穿上一件三重“保暖內(nèi)衣”。
葉圣陶告訴記者：“這種復(fù)合式保溫結(jié)構(gòu)能夠有效保持蒸汽管線的溫度，減少能源浪費，提高工業(yè)蒸汽的利用價值。”據(jù)統(tǒng)計，全線管道使用的氣凝膠棉氈如果全部鋪開，面積能達372畝，所用硅酸鈣瓦片達101萬塊。
海水淡化產(chǎn)能多
從田灣核電基地觀景平臺向機組望去，一大片水池映入記者眼簾，這是為“和氣一號”新建的儲存海水的前池。
就像血液一樣，核能供汽需要大量的除鹽水。“和氣一號”每小時產(chǎn)出600噸工業(yè)蒸汽，這意味著每小時至少需要600噸除鹽水。
“為了生產(chǎn)除鹽水，我們建設(shè)了海水淡化工程。”武文奇介紹，該工程對海水進行預(yù)處理、超濾、兩級反滲透膜過濾和離子床生產(chǎn)工藝加工。其中，水溫對制水效率的影響尤為重要。當(dāng)水溫在25℃時，反滲透膜的處理效率最高。夏天水溫接近25℃時，他們就用田灣前池中的海水；冬天水溫低于10℃，制水效率降低，他們就用核電站排掉的溫排水。
武文奇說，該海水淡化工程是全國核電行業(yè)和江蘇省最大的，每小時能生產(chǎn)1520噸淡水，其中610噸用來制造工業(yè)蒸汽，剩下的約900噸供核電站自己用。
“和氣一號”開閘送蒸汽后，連云港石化基地能源運轉(zhuǎn)更加強勁了。
連云港虹洋熱電有限公司是石化基地的公用熱源點，為11家石化企業(yè)提供工業(yè)蒸汽。該公司副總經(jīng)理張杜峰介紹，現(xiàn)在企業(yè)需要的蒸汽越來越多，出現(xiàn)了每小時1600噸的用汽缺口。有時候，一些企業(yè)因為缺蒸汽不得不減少生產(chǎn)。“和氣一號”全力運行后，能幫他們解決37.5%的蒸汽缺口，讓下游的化工企業(yè)用汽充足，不用擔(dān)心限產(chǎn)了。
黨的二十大報告提出，推動能源清潔低碳高效利用，推進工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域清潔低碳轉(zhuǎn)型。展望未來，張毅表示：“我們將建設(shè)核蓄光熱多能互補的零碳示范能源基地，為工業(yè)、建筑和交通等關(guān)鍵領(lǐng)域的綠色轉(zhuǎn)型提供創(chuàng)新解決方案！”
黃海之濱，云臺山下。
初冬時節(jié)，記者驅(qū)車從江蘇連云港市區(qū)一路向東直奔黃海。當(dāng)海的盡頭出現(xiàn)一座座圓柱形“核島”以及蜿蜒的管道、林立的塔架時，田灣核電基地到了。
這座全球在運和在建總裝機容量最大的核電基地，于2024年6月19日投產(chǎn)了全國首個工業(yè)用途核能供汽工程——“和氣一號”，每小時可產(chǎn)出600噸工業(yè)蒸汽。這些蒸汽隨即被輸送到20多公里外的連云港石化產(chǎn)業(yè)基地，驅(qū)動那里的工業(yè)馬達。
“‘和氣一號’的投產(chǎn)，標志著中國核能綜合利用從單一發(fā)電、城市供暖拓展到工業(yè)供汽領(lǐng)域。”江蘇核電有限公司黨委書記、董事長張毅告訴記者，“這項工程每年提供的工業(yè)蒸汽，相當(dāng)于減少40萬噸標準煤的燃燒，新增植樹造林面積2900公頃！”
安全有賴“自嗨鍋”
站在田灣核電基地觀景平臺俯瞰，蒼翠的云臺山下，8臺核電機組一字排開。在3、4號機組旁，一座新建的能源站鑲嵌其間。這就是“和氣一號”的“中樞神經(jīng)”。
走近它，機器的轟鳴聲逐漸清晰，那是熱能轉(zhuǎn)化發(fā)出的“交響”。
“和氣一號”由3個獨立回路組成，包括3、4號機組的一回路、二回路以及此次新建的工業(yè)蒸汽回路，3個回路各自獨立、相互隔離運行。利用田灣核電3、4號機組裂變產(chǎn)生的熱量，通過一回路蒸汽發(fā)生器，把二回路的水加熱，生成高溫高壓的蒸汽。這些蒸汽中的一部分用來推動汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電；另一部分被抽到能源站，在物理隔絕的情況下，加熱經(jīng)過海水淡化處理后的除鹽水，再用多級換熱技術(shù)，產(chǎn)生可以用于工業(yè)生產(chǎn)的蒸汽。
“如果說核能發(fā)電像‘燒開水’，那么核能供汽可以看作是‘燒開水’與‘自嗨鍋’的組合。”江蘇核電有限公司培訓(xùn)處處長武文奇給記者打了個比方，“核能發(fā)電產(chǎn)生的蒸汽相當(dāng)于‘自嗨鍋’的發(fā)熱包，除鹽水相當(dāng)于‘自嗨鍋’中的食物，發(fā)熱包與食物只有熱量交換，沒有物質(zhì)接觸，讓生產(chǎn)更安全。”
穿梭于能源站內(nèi)外，記者發(fā)現(xiàn)，主蒸汽取汽管道和工業(yè)蒸汽輸出管道上還設(shè)置了“小機關(guān)”。“這是輻射監(jiān)測儀表和快關(guān)閥，當(dāng)監(jiān)測到儀表數(shù)據(jù)超過臨界值時，快關(guān)閥可在5秒內(nèi)快速關(guān)閉。”江蘇核電有限公司維修總經(jīng)理劉永生告訴記者，這樣的設(shè)計可以確保生產(chǎn)過程的安全與穩(wěn)定。
水泵、預(yù)熱器、工業(yè)除氧器、蒸汽發(fā)生器、過熱器等各種設(shè)備相互接力，源源不斷制造工業(yè)蒸汽。“這些工業(yè)蒸汽可以替代傳統(tǒng)煤炭消耗，解決石化企業(yè)熱源和動力源問題。”劉永生說。
升溫再添“一把火”
在工業(yè)蒸汽產(chǎn)生的過程中，能源站設(shè)備的傳熱效率，直接影響工業(yè)蒸汽的利用價值。把20℃的除鹽水加熱為248℃的工業(yè)蒸汽，如此大的溫差，對傳熱效率提出了更高要求。
在能源站，十幾臺預(yù)熱器和加熱器將除鹽水逐級加熱，當(dāng)它們匯集到蒸發(fā)器的入口時，已經(jīng)有約200℃的高溫。這時，來自3、4號機組二回路的主蒸汽，從蒸發(fā)器另一端傳來，再給它們“加一把火”，便可以在短時間內(nèi)讓除鹽水升溫沸騰，變成蒸汽。
“我們通過多級換熱技術(shù)，再加上自主研發(fā)的國內(nèi)單套容量最大的雙側(cè)相變式蒸汽轉(zhuǎn)換裝置，可以讓熱源蒸汽的利用效率達到90%以上。”劉永生說，“3、4號機組的實際熱效率，也從原來的37%提高到42%。”
當(dāng)“和氣一號”產(chǎn)生的工業(yè)蒸汽離開田灣核電基地后，又將迎來一項新的挑戰(zhàn)——在長達20多公里的跋涉中，要戰(zhàn)勝各種自然和人為影響，保持一顆“滾燙的心”，直到抵達目的地。
“其中最大的難題是蒸汽管線的保溫。”江蘇方洋能源科技有限公司總經(jīng)理助理葉圣陶介紹，根據(jù)項目方案的技術(shù)要求，每公里的溫降要少于1.75℃。經(jīng)過反復(fù)研討、論證，他們采用了氣凝膠+硅酸鈣+聚氨酯發(fā)泡劑的復(fù)合式保溫結(jié)構(gòu)方案，就像給蒸汽管線穿上一件三重“保暖內(nèi)衣”。
葉圣陶告訴記者：“這種復(fù)合式保溫結(jié)構(gòu)能夠有效保持蒸汽管線的溫度，減少能源浪費，提高工業(yè)蒸汽的利用價值。”據(jù)統(tǒng)計，全線管道使用的氣凝膠棉氈如果全部鋪開，面積能達372畝，所用硅酸鈣瓦片達101萬塊。
海水淡化產(chǎn)能多
從田灣核電基地觀景平臺向機組望去，一大片水池映入記者眼簾，這是為“和氣一號”新建的儲存海水的前池。
就像血液一樣，核能供汽需要大量的除鹽水。“和氣一號”每小時產(chǎn)出600噸工業(yè)蒸汽，這意味著每小時至少需要600噸除鹽水。
“為了生產(chǎn)除鹽水，我們建設(shè)了海水淡化工程。”武文奇介紹，該工程對海水進行預(yù)處理、超濾、兩級反滲透膜過濾和離子床生產(chǎn)工藝加工。其中，水溫對制水效率的影響尤為重要。當(dāng)水溫在25℃時，反滲透膜的處理效率最高。夏天水溫接近25℃時，他們就用田灣前池中的海水；冬天水溫低于10℃，制水效率降低，他們就用核電站排掉的溫排水。
武文奇說，該海水淡化工程是全國核電行業(yè)和江蘇省最大的，每小時能生產(chǎn)1520噸淡水，其中610噸用來制造工業(yè)蒸汽，剩下的約900噸供核電站自己用。
“和氣一號”開閘送蒸汽后，連云港石化基地能源運轉(zhuǎn)更加強勁了。
連云港虹洋熱電有限公司是石化基地的公用熱源點，為11家石化企業(yè)提供工業(yè)蒸汽。該公司副總經(jīng)理張杜峰介紹，現(xiàn)在企業(yè)需要的蒸汽越來越多，出現(xiàn)了每小時1600噸的用汽缺口。有時候，一些企業(yè)因為缺蒸汽不得不減少生產(chǎn)。“和氣一號”全力運行后，能幫他們解決37.5%的蒸汽缺口，讓下游的化工企業(yè)用汽充足，不用擔(dān)心限產(chǎn)了。
黨的二十大報告提出，推動能源清潔低碳高效利用，推進工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域清潔低碳轉(zhuǎn)型。展望未來，張毅表示：“我們將建設(shè)核蓄光熱多能互補的零碳示范能源基地，為工業(yè)、建筑和交通等關(guān)鍵領(lǐng)域的綠色轉(zhuǎn)型提供創(chuàng)新解決方案！”
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