核能赋能工业新蓝图，蒸汽循环开拓应用新格局

日前，“和气一号”核能供汽项目在江苏连云港田湾核电基地正式投产。项目年供汽量预计达480万吨，相当于减排二氧化碳107万吨、二氧化硫184吨、氮氧化物263吨，可新增植被面积2900公顷，为当地石化基地节省碳排放指标70多万吨。

核能供汽是指利用核能产生工业蒸汽。工业蒸汽广泛应用于电力、石化化工、纺织、造纸、食品加工等行业，其中石化化工是需求量最大的行业。石化化工行业的碳排放占全国约13%，减碳压力巨大。核能供汽可有效降低该行业的碳排放。

“和气一号”项目利用田湾核电3号、4号机组发电产生的二回路蒸汽为热源，替代传统煤炭，解决石化化工企业的热源和动力源问题。与煤炭制汽相比，核能制汽成本和碳排放更低。

江苏核电运行二处副处长武文奇介绍，核能供汽通过热交换，将海水淡化后的除盐水加热成满足石化基地要求的工业蒸汽。

江苏核电维修支持处处长李烨刚表示，抽取二回路蒸汽会导致发电量下降。但核能发电的蒸汽热效率较低，而用于生产工业蒸汽的热源蒸汽效率高。核能供汽可提高机组实际热效率。

近期发布的《节能降碳行动方案》鼓励大型石化化工园区采用核能供汽。连云港虹洋热电公司副总经理张杜峰计算，核能蒸汽可满足连云港石化园区30%的蒸汽缺口，每年可节省原煤约44.77万吨。

“和气一号”项目采用多重物理隔离设计，确保核能利用的安全。多级换热技术和独立回路将蒸汽输送至石化产业基地，穿着“保温服”的管道保证热量不散失，辐射监测仪表和快关阀确保输送蒸汽“零碳清洁”。

当辐射监测仪表读数超过安全阈值时，快速切断阀门可在5秒内迅速关闭，将3号、4号机组热源产生的加热蒸汽隔断。第三条独立线路与工业蒸汽管路均装配了辐射监测仪表，确保任何辐射不会进入用汽端。

除安全供汽外，稳定可靠是核能供汽的另一优势。当前，核电站已实现18个月长周期换料，意味着核电机组能连续运行18个月而不中断，持续提供稳定的蒸汽供应。项目在设计伊始就考虑到了加热汽源能实现单机组供汽或两台机组联合供汽。即使机组进行大修换料，在大修前仍能在额定负荷下无扰切换，连续供汽，确保每年8000小时的蒸汽供应。

核能供汽与石化化工行业的跨界合作不仅拓展了核能应用场景，也为国内核电厂开展核能工业供汽提供了示范样本，破解了国内石化基地能源供应的绿色转型难题。

中国工程院院士叶奇蓁指出，核能作为一种清洁能源，是实现碳达峰、碳中和目标的必要组成。除了发电，核能综合利用具有广阔前景，尤其是在热电联产方面已有良好实践。“和气一号”核能供汽项目作为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案。核能综合利用与高耗能行业的耦合发展将进一步凸显核能的零碳价值，满足高耗能行业多元化的用能需求，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和工业基地的建设，与国家关于产业绿色低碳转型的部署高度契合。

“目前，核能供汽项目规模化发展主要受制于核电厂选址以及配套设施如输送管网的建设。但随着核能技术的发展，核能与石化跨界耦合很有可能重塑我国的能源格局。”江苏核电有限公司党委书记、董事长张毅表示，“以‘和气一号’为起点，我们将持续探索核能供汽、制氢等多种方案，提升核能综合利用水平。随着小型堆、微型堆和移动堆等核能技术进步，未来将有更多石化园区使用核能供汽。”