【連網】 □ 周瑩 朱迅 高原
江蘇連云港，這座中國東部沿海的璀璨明珠，正迎來一場能源革命。
日前，全國首個工業用途的核能供汽工程“和氣一號”正式通汽，實現了核能與化工行業耦合，讓核能為國家七大石化基地之一的連云港石化產業基地提供穩定、高效的蒸汽。
“和氣一號”項目的實施，不僅滿足了石化產業的用汽需求，更在降低綜合能耗和消除環境污染方面取得了顯著成效，為連云港經濟發展提供了能源支撐，為地方打造萬億級石化產業集群提供了有力支撐。
核能不僅僅可以發電
隨著全球氣候變化問題日益嚴峻，“雙碳”目標已成為我國可持續發展的重要方向。在這一背景下，國務院印發了《2024—2025年節能降碳行動方案》，明確鼓勵大型石化化工園區探索利用核能供汽供熱。國家對核能供汽供熱給予了明確的政策支持，讓核電為工業供汽推進更加順利。
核能發電其實已經被大多數人所接受，然而核能供熱、供汽等綜合利用正在逐步走進人們生產生活。
從連云港田灣核電站到位于徐圩新區的石化產業基地，一條23.36千米長的銀白色管道猶如長龍，在它的“肚子”里，是由核能生產出的蒸汽。其進入基地就成為化工企業生產所需的關鍵要素——蒸汽。
化工園區為何需要蒸汽呢？徐圩新區虹洋熱電相關負責人介紹，蒸汽可用作動力源驅動化工設備運轉，可作為熱源用于加熱化工過程中的物料、反應器以及設備等。蒸汽蒸餾更是廣泛被應用于原油提煉、化學品分離等領域，對于物質的純化起到至關重要的作用。蒸汽具有較高的溫度和熱量，可以用于清洗和消毒設備、容器以及管道等。
每年，徐圩新區需要生產大量的蒸汽滿足園區生產生活需求。長期以來，化工行業的高溫高壓蒸汽主要來自煤炭燃燒。中國石油和化學化工聯合會及多家化工企業、園區等單位于2021年共同發布的《中國石油和化學工業碳達峰與碳中和宣言》中顯示，截至2020年底，化工行業碳排放量超過2.6萬噸標煤的企業約2300家。這就導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。
“高溫高壓蒸汽是化工生產不可或缺的要素。目前我國化工行業的工業蒸汽主要來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。”中核集團江蘇核電維修總經理、工程負責人劉永生說。
其實，核電站中也富含蒸汽資源。用核能燒開水發電，是許多網友對核電的有趣比喻，而這種類比也從本質上道出了核電站的發電原理。核島中的核燃料通過核裂變釋放能量，將水加熱轉化為蒸汽，從而驅動汽輪機發電。
“和氣一號”為國內石化基地能源供應的綠色升級提供了新方案。
江蘇核電黨委書記、董事長張毅給筆者算了一筆賬，據估算，該項目每年可減少燃燒標準煤40萬噸，等效減排二氧化碳107萬噸、二氧化硫184噸、氮氧化物263噸。這相當于增植了2900公頃的森林面積，為大自然貢獻了一片“綠色肺葉”。
這些節省下來的碳排放指標不僅可以在碳交易市場上獲得經濟收益，更為企業提供了更多的發展空間和靈活性，助力其在綠色發展的道路上走得更遠。
核電供汽需要闖三關
核能供汽，顧名思義就是利用核電站的熱量供應工業蒸汽。然而23米的供汽要想安全、環保還需要“科技狠活”。
“和氣一號”通過抽取田灣核電站3、4號機組中原先用來發電的部分熱能作為熱源，經過多級換熱，將熱量傳遞給工業用汽管網中的海水淡化后除鹽水，使其加熱并汽化成蒸汽。加熱后的蒸汽通過工業用汽管網傳送到虹洋熱電預熱其蒸汽管網中的水，實現石化基地“熱能中樞”減排。虹洋熱電生產副總張杜峰算了一筆賬，以最大供汽能力算，每小時600噸的核能蒸汽可以為園區30%的蒸汽缺口保障生產需求。每年可為園區節約原煤約40萬噸，推動綠色石化產業發展。
核能供汽第一關就是要守牢“安全關”。核電和化工都是對安全高度敏感的行業，任何環節出現問題都會造成不可挽回的事故。為此，“和氣一號”采用了多重隔離技術。
江蘇核電副總經理李連海介紹，為了確保在異常情況下能夠迅速切斷蒸汽供應，“和氣一號”項目在整個系統中設置了多個輻射監測點。這些監測點通過放射性儀表實時監測蒸汽的放射性水平，確保物理隔離舉措安全可靠。一旦發生異常波動，“和氣一號”還可以利用特別配備的隔離閥，實現5秒鐘內快速切斷向蒸汽供能系統的核能蒸汽。這一設計不僅確保了工業蒸汽回路的蒸汽安全，也為整個系統的安全運行提供了堅實保障。
核能供汽第二關是創新示范。作為首個項目，“和氣一號”擁有眾多的創新點：
——“和氣一號”項目創新性地采用了國內單套容量最大的雙側相變式蒸汽轉換技術，可以實現冷熱介質的逆向對流高效換熱，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程中的熱量損失，“和氣一號”項目特別采用了預制架空保溫管，并以三重復合保溫結構技術為核心，確保蒸汽在傳輸過程中的熱量損失降到最低。
——“和氣一號”項目配套的海水淡化項目是目前江蘇省內最大的。該項目平時采用海水直接淡化，冬季則可以利用從3、4號機組海水排水隧道內溫排水，減少能耗，這為核電廠溫排水的大規模綜合利用提供了范例。
此外，“和氣一號”還需要過保溫關。方洋集團核能供汽項目負責人葉圣陶告訴筆者：“管道采用了新興的復合保溫結構，即氣凝膠、碳酸鈣加上聚氨酯。經過前段時間的測試，我們發現蒸汽從核電站到石化基地，溫度下降實現在1.5℃/km以內，總體來說，保溫效果已經超過預期，還是很好的。”
核能綜合利用恰逢其時
業內人士認為，核能綜合利用前景廣闊，未來核能項目將從以往單一的供電向供暖、供汽、制氫、海水淡化、制冷等領域發展。
目前，核電站為居民供暖已經在山東、浙江各地成為可能。
“和氣一號”的正式通汽，不僅標志著核能在工業供熱領域的應用取得了實質性突破，更是連云港市在核能綜合利用方面邁出的堅實一步。這一創新舉措不僅提高了能源利用效率，還為推動地方經濟的綠色轉型提供了有力支撐。
今年以來，連云港市充分挖掘核電綜合利用空間。5月19日，全國最大的海上光伏項目正式開工，約330萬塊長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。項目利用江蘇核電溫排水區域發展光伏發電，不僅優化了能源結構，還為地區帶來了可持續的清潔能源。
光伏發電與核電作為高安全的清潔能源，接近終端負荷，具有較強的互補性。中核田灣200萬千瓦灘涂光伏示范項目利用核電站溫排水區域開展“光伏+核電”多能互補，能夠有效降低對海洋生態系統影響，為周邊城市提供更多清潔能源。
這一項目的實施，是連云港市探索清潔能源發展與核電能源供給有機融合的重要嘗試。
連云港市發改委相關負責人介紹，未來，連云港市將積極穩妥地推進抽水蓄能和核能制氫工作，進一步拓展核能的應用領域。
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