田湾开启核能利用新赛道

陈小将

田湾开启核能利用新赛道

◎梁辰 王俊岭 张慧

　　在供热与工业蒸汽方面的创新应用上，核能正开启一个综合利用的全新赛道。

　　坐落在黄海之滨的连云港境内，田湾核电站的8台核电机组沿着海岸线一字排开，6台在运机组总装机容量超660万千瓦，每天生产约1.58亿千瓦时清洁电能通过输电线路源源不断输入华东电网，为区域经济发展注入稳定的动力。而在距离核电站仅20多公里的连云港徐圩新区内，连云港石化产业基地的炼化装置鳞次栉比，作为我国七大石化产业基地之一，他们正朝着“4000万吨炼油、400万吨芳烃、300万吨乙烯”的产业规模目标全速迈进。

　　这两座关乎国计民生的“能源与产业重镇”距离相近，却面临着各自发展的新考题。田湾核电拥有丰富的核能，渴望突破单一发电的局限。连云港石化基地对工业蒸汽的需求与日俱增，但受困于传统燃煤供汽的高碳排放，渴望获取源源不断的清洁蒸汽。

　　如今，随着核能供汽技术的突破，这对“近邻”终于实现了能源联动、田湾核电站迎来新使命——生产工业蒸汽，以“跨界”之姿破解工业绿色用汽难题。

　　《2024—2025 年节能降碳行动方案》《关于推进绿色低碳转型加强全国碳市场建设的意见》等政策相继出台，政策中鼓励大型石化化工园区探索利用核能供汽供热，并明确2027年全国碳市场基本覆盖工业领域主要排放行业，核能供汽作为环保、经济的工业用汽解决方案，未来发展空间广阔。

跨界新赛道

　　长久以来，工业蒸汽多依赖化石燃料生产，尤其石化化工行业作为用汽大户，面临着巨大的减碳压力。数据显示，石化化工行业生产过程排放的二氧化碳占全国碳排放比重约 13%，蒸汽主要由燃煤机组提供。近年来，中国工业蒸汽市场呈现出持续增长的趋势。传统化石燃料在生产工业蒸汽的过程中会排放二氧化碳、二氧化硫等气体。在“双碳”目标的背景下，石化化工行业减碳压力巨大。

　　传统供汽模式已难以为继。在此背景下，田湾核电站率先“跨界”，“和气一号”项目应运而生，成为国内首个工业用途核能供汽工程。

　　“和气一号”项目的技术创新，是跨界成功的核心。该项目利用田湾核电站3、4号机组二回路主蒸汽，通过蒸汽换热设备生产工业蒸汽，再经长输管网输送至 20 多公里外的连云港徐圩石化工业园区。其核心原理类似“自嗨锅”的间壁换热，将反应堆二回路蒸汽与海水淡化后的除盐水进行无物质接触的热量交换，除盐水被加热并经过热器处理后，形成参数为1.8兆帕斯卡、248摄氏度的工业蒸汽，完全满足了石化基地的需求。

　　为确保蒸汽高效输送，技术团队研发了七层管道保温设计，实现了每公里温度损耗小于1摄氏度，远超传统管道 3摄氏度～5摄氏度的损耗标准，让 248摄氏度的高温蒸汽稳稳抵达园区。从设计开发到工程施工，项目历时六年，斩获 37 项技术创新专利，不仅攻克了多项技术难题，而且显著提升了核能利用效率。核能发电效率约37%，而“和气一号”通过直接利用热能实现了能量梯级利用，将机组实际热效率从37%提高到42%，实现了能源利用的质的飞跃。

　　2024年6月19日正式投产后，“和气一号”持续安全稳定运行已超10000小时，未发生非预期减负荷、非预期停运。项目每年可提供480万吨工业蒸汽，能满足连云港石化园区30%的蒸汽缺口，每年为石化基地节省70多万吨碳排放指标，减少温排水1400多万吨，同时节约原煤约40万吨。

　　除了安全供应外，经济性也是重要的考量。根据中国核能行业协会等开展的联合调研，核能供热（包括供暖、供汽）成本与燃煤供热相当，较燃气供热具有优势，真正实现了环保与经济的双赢，为核能综合利用积累了扎实经验，也为工业绿色用汽探索出了有效路径。

探索新路径

　　“和气一号”的成功落地，是天时、地利、人和的契合。田湾核电站有富余蒸汽，20多公里外的连云港石化基地有巨大的用汽需求，再加上政策的支持与技术支撑，为核能供汽的复制推广奠定了坚实基础。

　　江苏核电有限公司纪委书记徐跃进表示，“和气一号”的成功运行意味着我国核能综合利用在走过单一发电、居民供暖阶段后，进入到工业供汽领域。一年来，“和气一号”安全稳定运行，通过不断进行经验积累与技术突破，为后续其他核电项目的核能工业供汽之路提供了示范样板。

　　在“和气一号”的实践基础上，中核集团对“核能供汽”的技术方案又进行了进一步的探索，创新性地将压水堆与高温气冷堆两个核反应堆组合起来，利用两者一个“温度高”一个“汽量大”的特点，串联运行，从而生产出了更多“量大质优”的工业蒸汽。这一新型方案的一期工程（江苏徐圩核能供热发电厂一期工程）已于2024年8月19日获得国务院核准，是国家《“十四五”现代能源体系规划》重点项目。项目实施的主体为中核苏能，一次规划、分期实施建设两套供热系统，共建4台“华龙一号”和2台HTR-PM600S型高温气冷堆，是全球首个压水堆与高温气冷堆耦合供热示范项目，对开拓核能综合利用新版图，助力实现国家“碳达峰、碳中和”目标具有重要的意义。该项目计划2030年投入商业运行。

　　除了徐圩项目外，国内多个核电基地已纷纷加入核能供汽探索队伍。三门核电、福清核电、海南核电已开展核电供气项目的设计和建设；秦山核电、漳州能源、海阳核电积极开展调研，为下一步项目推进做准备。据预测，到2030年，国内核电基地推广核能供汽项目比例超过30%，这一目标的提出，既源于“和气一号”的成功示范，也顺应了国家“双碳”战略与工业绿色转型的需求。

　　值得一提的是，当前，我国电力市场改革不断深化，核电逐步从传统的保障性收购向市场化交易过渡。电价受市场供需等因素影响逐渐增大，单一发电收益模式让核电项目面临着一定的市场风险。而核能供汽的落地，为核电项目打造了“发电+供汽”的双收益引擎，有效拓宽了收益渠道。

从单一供电到居民供暖，再到如今的工业供汽，田湾核电站的“跨界”与“复制”，不仅解锁了核化耦合的“绿色密钥”，而且开启了核能综合利用的“多维空间”。