[環(huán)球時報記者 樊巍 環(huán)球時報特約記者 劉梓璇]《環(huán)球時報》記者從中核集團獲悉,打氣1月16日,全球中核集團江蘇徐圩核能供熱發(fā)電廠1號機組核島開始混凝土澆筑,首個石化加拿大28中介這也是中國站“十五五”開局之年我國開工的首臺核電機組。據了解,核電該項目作為全球首個核能與石化大規(guī)模耦合項目,基地將實現(xiàn)核電站與國家級石化產業(yè)基地的打氣能效互補和高效聯(lián)動,讓核反應堆在發(fā)電的全球同時,能夠為石化產業(yè)的首個石化發(fā)展“打氣”“輸血”,從而開創(chuàng)全球核能應用新場景。中國站該項目作為中核集團核能綜合利用的核電最新應用,將為全球發(fā)展中國家同步實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化和“碳達峰、基地碳中和”目標貢獻新的打氣“中國智慧”和“中國方案”,并為全球“雙碳”目標實現(xiàn)注入強勁動能。全球
賦能石化產業(yè)綠色低碳發(fā)展
位于江蘇省連云港市徐圩新區(qū)的首個石化連云港石化產業(yè)基地,是國家布局的七大石化產業(yè)基地之一。這座規(guī)劃面積約61.34平方公里,建設總規(guī)模為4000萬噸級煉油、600萬噸級乙烯、700萬噸級芳烴的石化產業(yè)基地,以煉化一體化和多元化原料加工產業(yè)為基礎。要確保這樣一個大型石化基地的正常運轉,除了需要大量的原油、天然氣、煤炭等石化基礎原料外,另一種必不可少的加拿大28中介“原料”便是蒸汽。
“在石化產業(yè)中,蒸汽是通用性極強的核心能源介質,被稱為石化生產的‘血液’之一,其用途貫穿原料的預處理、反應過程、產品分離、設備維護等全流程。”中核蘇能生產準備處運行準備二科負責人張振強在接受《環(huán)球時報》記者采訪時介紹稱,蒸汽在石化產業(yè)中最核心的用途就是用于工藝加熱與反應驅動,石化生產的多數(shù)反應,例如原油蒸餾、催化裂化、加氫精制、酯化反應等,都需要在特定高溫條件下進行,蒸汽為整個反應體系提供穩(wěn)定熱量,保障反應高效、可控進行。
此外,石化產品的精細化分離也高度依賴蒸汽。據了解,在精餾、萃取、干燥等單元操作中,可以將蒸汽作為熱源加熱物料,從而使物料達到沸點實現(xiàn)氣液分離,或通過加熱去除物料中的水分、溶劑,提升產品純度。而在石化裝置中,汽輪機等動力設備的運轉、管道的伴熱保溫與防凍防凝、裝置設備的清洗與吹掃等生產環(huán)節(jié)中,也都需要大量的蒸汽參與其中。張振強稱,“石化裝置中的管道、儲罐經常會輸送或儲存高粘度、易凝固的介質,例如原油、重油、蠟油等,若溫度過低會導致物料凝固堵塞管路,引發(fā)安全隱患,因此需要蒸汽伴熱保溫與防凍防凝?!?/p>
據了解,在連云港石化產業(yè)基地中,園區(qū)每小時對于高中低壓蒸汽的最大需求量達到了13141.3噸,其中每小時對于中低壓蒸汽最大需求量達到9246噸。過去,這些日常所需的蒸汽生產主要依靠煤炭等化石燃料提供,其高能耗的發(fā)展模式已不符合“碳中和、碳達峰”戰(zhàn)略的需求。
建設中的中核集團江蘇徐圩核能供熱發(fā)電廠。在這一背景之下,中核集團徐圩核能供汽項目將為連云港石化產業(yè)基地的綠色轉型提供一個更全面的解決方案。數(shù)據顯示,核能供汽碳足跡是燃煤熱電聯(lián)產蒸汽的1/600,是天然氣熱電聯(lián)產蒸汽的1/100。此前,我國首個“和氣一號”核能供汽項目——田灣核電站蒸汽供能項目運行僅一周年,就輸送了超317萬噸的清潔蒸汽,相當于減少燃燒標準煤26.42萬噸,等效減排二氧化碳70.66萬噸、二氧化硫121.51噸、氮氧化物173.69噸,為連云港石化產業(yè)基地節(jié)省碳排放指標46.23萬噸。
“徐圩核能供熱發(fā)電廠的建設以及未來的投產運行,將為連云港石化產業(yè)基地實現(xiàn)綠色低碳轉型帶來質的飛躍?!敝泻颂K能黨委書記、董事長崔方水向《環(huán)球時報》記者介紹稱,未來該項目建成后年供應蒸汽6500萬噸,能夠滿足石化園區(qū)70%的用汽需求。
據了解,徐圩核能供熱發(fā)電廠項目的一期工程規(guī)劃建設兩臺華龍一號機組與1臺高溫氣冷堆機組,一期工程建成投產后,年供應工業(yè)蒸汽3250萬噸,最大發(fā)電量超115億度,每年可減少燃用標準煤726萬噸,減少排放二氧化碳1960萬噸。
“徐圩核能供熱發(fā)電廠不僅將為連云港萬億級石化產業(yè)基地大規(guī)模供應高品質低碳工業(yè)蒸汽,還將為長三角地區(qū)石化產業(yè)綠色轉型提供可靠的清潔能源保障,對加快綠色低碳轉型具有引領示范作用?!贝薹剿Q,徐圩核能供熱發(fā)電廠將開創(chuàng)高耗能行業(yè)與核能大規(guī)模耦合的綜合利用新業(yè)態(tài),以核能助力連云港石化產業(yè)綠色高質量發(fā)展,催生核能熱電聯(lián)產新模式,形成高質量發(fā)展新動能。
開創(chuàng)核能利用新標桿
作為全球首個將壓水堆與高溫氣冷堆耦合運行的項目,徐圩核能供熱發(fā)電廠實現(xiàn)了“工業(yè)供熱為主、兼顧電力供應”。據了解,該項目采用我國具有完全自主知識產權的三代核電技術“華龍一號”和四代核電技術高溫氣冷堆組合,創(chuàng)新應用“核反應堆-汽輪發(fā)電機組-供熱系統(tǒng)”協(xié)同運行模式?!叭A龍一號”生成的主蒸汽,可通過逐級換熱的方式將除鹽水制備成不同壓力等級的飽和蒸汽,再利用高溫氣冷堆主蒸汽對飽和蒸汽二次升溫,制備為三種規(guī)格參數(shù)的外供工業(yè)蒸汽,建成后將同時具備高品質蒸汽供應能力和發(fā)電能力。
“‘華龍一號’百萬千瓦級壓水堆基荷發(fā)電穩(wěn)定,承擔著電網‘壓艙石’的重任。高溫氣冷堆蒸汽溫度高,能夠滿足化工行業(yè)高溫蒸汽需求?!贝薹剿榻B稱,前者主要負責飽和蒸汽,后者化身為“蒸汽升溫升壓器”,提升蒸汽品質,生產的主蒸汽達541攝氏度,高溫蒸汽溫度最高可達900攝氏度。兩者互補,各展所長。
中核工程徐圩項目總設計師白瑋向《環(huán)球時報》記者介紹稱,當園區(qū)工業(yè)需要供熱系統(tǒng)提供的熱量較高時,核能供熱系統(tǒng)可優(yōu)先輸出高品質過熱蒸汽,實現(xiàn)“以熱定電”。而當園區(qū)工業(yè)需要供熱系統(tǒng)提供的熱量下降時,核能供熱系統(tǒng)可將富余熱能切換為增發(fā)電量,從而實現(xiàn)“熱電聯(lián)供”。在電力市場競爭環(huán)境下,高溫氣冷堆機組和壓水堆機組發(fā)揮各自優(yōu)勢特長,耦合供汽的經濟性要高于單純發(fā)電?!斑@種‘核反應堆-汽輪發(fā)電機組-供熱系統(tǒng)’協(xié)同運行的模式還極為靈活,可實施‘以熱定電’的控制目標?!?/p>
在核能開發(fā)利用的過程中,核安全問題始終是重中之重,該項目在安全性上也采用了獨特設計,以反應堆安全為核心優(yōu)先級。白瑋介紹稱,華龍一號壓水堆充分利用我國30多年來核電設計、建造、調試和運行的豐富經驗,創(chuàng)新性地采用能動與非能動相結合的設計理念,具備60年設計壽命、177組件堆芯、全面的事故預防與緩解措施、強大的外部事件防護能力等多項先進特征,安全性達到國際先進水平。
高溫氣冷堆則具有固有安全性的特點。白瑋介紹稱,即便在事故情況下不進行任何人為干預,反應堆都能自然冷卻,不會發(fā)生堆芯熔毀和放射性泄漏事故,這解決了核能利用的世界級難題。白瑋介紹稱,“該項目各加熱回路獨立運行,通過金屬管壁物理交換熱量,沒有放射性物質的傳遞,保證安全可靠?!?/p>
作為全球首個核能與石化大規(guī)模耦合項目,江蘇徐圩核能供熱發(fā)電項目建設過程中還創(chuàng)新性地在全球首次采用了核電工程總承包模式下的全廠址建造服務,從而大幅提升核電建造效率和質量安全水平。
“該項目在建造過程中,我們需要應對克服不同條件復雜地質帶來的一系列挑戰(zhàn)。”中核華興徐圩項目總經理李權向《環(huán)球時報》記者表示,地質情況越復雜,對于核反應堆建設的標準和要求則會越高,為此施工方中核華興運用覆蓋全地形、多堆型的核電全廠址建造服務能力,編制統(tǒng)一的標準化程序,深度應用建筑信息模型技術,并大量使用智能焊接和鋼筋自動化加工這樣的創(chuàng)新技術,有力支撐該項目的優(yōu)質、高效、安全建設。
打造中國核能“新名片”
“核能供汽是一種清潔、穩(wěn)定、高效的熱能供應模式,除化工行業(yè)外,還可廣泛應用于能源密集型、民生保障型等多個領域?!痹谥泻颂K能設計管理處副處長陳剛看來,徐圩核能供熱發(fā)電廠項目具有很強的示范效應,未來有望將這種技術應用到冶金、造紙、建材、海水淡化等行業(yè)?!斑@些應用場景的共同特點是用汽量大、用汽時間連續(xù)、對能源清潔性要求高,與核能供汽的技術優(yōu)勢高度契合。”
此外,核能供熱項目還被認為具有很強的牽引力,能夠帶動核能技術全產業(yè)鏈發(fā)展。據《環(huán)球時報》記者了解,核能供熱項目的規(guī)?;瘧脤⒛軌驇犹胤N耐高溫合金、高純度核級石墨、高可靠性氦氣設備等新材料和高端裝備等上游研發(fā)制造企業(yè)發(fā)展,而在產業(yè)鏈中游,一些具備設計、建造、運營復雜能源樞紐能力的工程和技術服務公司也能實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。核能供熱作為一種清潔供能方式,同時還能帶動產業(yè)下游享受穩(wěn)定、零碳和低成本熱、電、汽供應的綠色工業(yè)企業(yè)發(fā)展。
“全球首個壓水堆與高溫氣冷堆耦合項目建設,還將推進高溫氣冷堆技術產業(yè)化?!?陳剛認為,高溫氣冷堆符合國家核能綜合利用產業(yè)化需求,徐圩核能供熱發(fā)電項目這樣的科技示范工程,可以為下一步的超高溫工藝、制氫工藝的研發(fā)奠定堅實的科學基礎,進一步鞏固我國四代核電技術在商用核電方面的領先地位,占領國際先進核電技術制高點,提高我國核能國際競爭力。
而作為“國家名片”的“華龍一號”壓水堆,在與高溫氣冷堆組合成綜合能源解決方案后,無疑將成為中國向世界提供的一張核能供熱“新名片”。
“對于既需要發(fā)展工業(yè)、又面臨減排壓力的發(fā)展中國家,以及希望對本國高耗能工業(yè)進行綠色改造的發(fā)達國家,‘華龍一號壓水堆+高溫氣冷堆’這一方案具有極強的吸引力?!贝薹剿硎?,“華龍一號壓水堆+高溫氣冷堆”這種綜合能源解決方案,將升級為先進能源系統(tǒng)和零碳發(fā)展模式的輸出者,此舉將極大地提升中國核能產業(yè)的國際影響力和話語權。