除了發(fā)電，核能還有這么多用處

近來，國家動力局發(fā)布1-6月份全國電力工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。上半年，全國發(fā)電裝機(jī)容量約24.4億千瓦，其中核電5553萬千瓦，約占2.3%，同比增長6.5%。作為清潔動力的核電，正在我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮越來越大的效果。

我國核電發(fā)展盡管起步晚，但從無到有、從小到大，形成了高水平的工業(yè)立異鏈和工業(yè)鏈，其技能水平和綜合實力現(xiàn)已躋身世界第一方陣。近年來，除了出產(chǎn)電力外，核能還使用于城市供暖、工業(yè)供汽、海水淡化、組成燃料等諸多場景。

中核集團(tuán)旗下我國核電核能開發(fā)事業(yè)部副總經(jīng)理于開治承受本報采訪時表明，核裂變進(jìn)程開釋出大量熱能，能夠較好匹配工業(yè)出產(chǎn)進(jìn)程中對高溫工藝熱參數(shù)的需求。核能綜合運用，便是符合各類使用場景，或?qū)崮苻D(zhuǎn)化為電能或直接供應(yīng)高溫工藝熱，經(jīng)過能量的梯級運用，完結(jié)科學(xué)用能，有助于進(jìn)步動力運用效率。未來，核能將從“單一型選手”轉(zhuǎn)向“全能型輔佐”，為綠色低碳發(fā)展奉獻(xiàn)更多“核”力氣。

為工業(yè)供汽安全又節(jié)能

用核能燒開水發(fā)電，一直是許多網(wǎng)友對核電的風(fēng)趣比方，而這種類比也從本質(zhì)上道出了核電站的發(fā)電原理。于開治解說，核電站發(fā)電主要是依托核裂變開釋能量，將水加熱轉(zhuǎn)化為蒸汽，從而驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。這其中，蒸汽不光能夠用來發(fā)電，在工業(yè)出產(chǎn)中相同大有用處。

5月27日，經(jīng)過3個月樁基施工建造，第一罐混凝土在田灣核電蒸汽供能項目動力站正式澆筑，標(biāo)志著全國首個工業(yè)用處核能供汽工程——中核集團(tuán)田灣核電蒸汽供能項目全面拉開建造帷幕。該工程由江蘇核電有限公司、連云港市徐圩新區(qū)石化基地聯(lián)合展開，選用中核集團(tuán)田灣核電3、4號機(jī)組蒸汽作為熱源，將蒸汽運送至連云港石化工業(yè)基地進(jìn)行工業(yè)出產(chǎn)運用，估計2023年末投產(chǎn)供汽。項目建成后年供汽量達(dá)480萬噸，可完結(jié)每年削減焚燒標(biāo)準(zhǔn)煤40萬噸。

“高溫高壓蒸汽是化工出產(chǎn)不可或缺的要素。目前我國化工職業(yè)的工業(yè)蒸汽主要來自燃煤電廠或自備燃煤鍋爐，選用核能供汽將有效下降能耗、削減碳排放。”中核集團(tuán)江蘇核電維修總經(jīng)理、工程負(fù)責(zé)人劉永生說。

不少人關(guān)注，核能供汽的安全性如何確保?劉永生介紹，加熱的工業(yè)蒸汽經(jīng)由獨立阻隔回路運送，從規(guī)劃源頭上確保了核能供汽清潔的安全。整個進(jìn)程中，只有熱量交流，不存在介質(zhì)的連通，保證核能供汽清潔安全可靠。而且，經(jīng)過管道預(yù)制架空蒸汽保溫計劃等措施，能操控每公里溫度丟失小于2℃、壓降0.03兆帕(Mpa)以內(nèi)，有效操控蒸汽長距離傳輸進(jìn)程中溫度和壓力的丟失，滿意連云港石化工業(yè)基地工業(yè)用汽需求。

不只是石化工業(yè)，工業(yè)用熱或蒸汽有著廣泛需求。例如，在造紙職業(yè)，紙張出產(chǎn)中一些化學(xué)藥品的加熱溶解需求運用蒸汽，加工成型等程序也離不開蒸汽。在紡織印染職業(yè)，不論是染色、烘干還是漿紗、印染等進(jìn)程，都離不開蒸汽的支撐和合作。在橡膠職業(yè)，橡膠的壓延、硫化、枯燥等工藝都要運用蒸汽。在制藥職業(yè)，制藥時需求用大量的工業(yè)蒸汽和純蒸汽對原材料、器械和設(shè)備進(jìn)行高溫滅菌，枯燥、壓片、制粒等工藝也需求蒸汽支撐。在有色金屬職業(yè)，新動力鋰電池的制作，相同需求運用蒸汽以確保反響溫度。

就在7月15日，浙江海鹽核能供熱演示工程(二階段)工業(yè)供熱項目順利開工，估計本年8月底建成，可供應(yīng)24小時熱能供應(yīng)保證，年工業(yè)供熱約28.8萬吉焦。此舉相當(dāng)于節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤約1萬噸，減排二氧化碳排放約2.4萬噸，將完結(jié)工業(yè)發(fā)展和節(jié)能降碳雙贏。今后，越來越多職業(yè)將用上核能供的蒸汽。

為居民供熱清潔又溫暖

與為工業(yè)供應(yīng)蒸汽的原理相似，核能也為居民在冬日送去暖氣。浙江海鹽核能供熱演示工程的一階段便是民用供暖工程。事實上，在去年冬季，我國一南一北兩座小城——浙江海鹽、山東海陽都現(xiàn)已用上了核能供暖。

2021年11月9日，海陽提早進(jìn)入供暖季，新老城區(qū)居民用上了核能供熱，供熱面積達(dá)450萬平方米。依托“暖核一號”供應(yīng)的清潔熱量，海陽市告別了延續(xù)多年的燃煤取暖前史，成為全國首個零碳供暖城市。

作為全國首創(chuàng)，核能供熱項目并沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗?zāi)軌騾⒖迹寄芄リP(guān)的每一步都是在發(fā)明前史。“清潔電”能否產(chǎn)出“清潔熱”?為堆集經(jīng)驗、打造樣板，山東核電凝聚了我國核能職業(yè)協(xié)會、清華大學(xué)、電力規(guī)劃規(guī)劃總院等“大咖級”專家部隊，對工程可研報告進(jìn)行評定，經(jīng)過嚴(yán)重的質(zhì)詢、評論，技能計劃獲得專家一致認(rèn)可。

2019年7月10日，海陽核能供熱一期項目正式開工，工程內(nèi)容包括核能供熱換熱首站建造和15公里主管網(wǎng)鋪設(shè)，當(dāng)年9月30日悉數(shù)完工。2019—2020年的供暖季，海陽市臨港、度假區(qū)和核電工業(yè)園70萬平方米共7757戶用上了核能供熱，整個供暖季運轉(zhuǎn)平穩(wěn)順利，狀況良好，用戶室溫適合，遭到廣闊用戶和社會各界的好評。2020年，山東核電又開啟了推動大規(guī)模長距離供熱的研討工作。2021年11月9日，核能綜合運用帶來的暖流運送到海陽市的千家萬戶。

“剛供暖，家里溫度就達(dá)到了23℃。”海陽金陽海岸花園小區(qū)居民成京增說。有了核能供熱，居民住宅的供暖費也由原有的22元/平方米降到21元/平方米。

緊接著，在2021年12月3日，全國南邊首個核能供暖項目——浙江海鹽核能供熱演示工程一階段正式投運，供暖面積達(dá)46萬平方米。海鹽核電新村、核電南苑、楓葉新村3個小區(qū)的近4000戶居民首先“嘗鮮”，用上了零碳、清潔、高效的“核暖氣”。這也意味著我國南邊開啟了核能供暖的前史，從此過冬抗寒再也不靠“抖”。

到2022年4月，演示項目完結(jié)首個供暖季任務(wù)，繼續(xù)安全安穩(wěn)為近4000戶居民供熱100天，在供熱質(zhì)量提升的一起，供熱價格較曩昔下降了約1/3。據(jù)測算，到“十四五”末，項目悉數(shù)建成投運后，能夠滿意海鹽約400萬平方米供暖需求，相對于南邊區(qū)域的電取暖方法，每年可節(jié)省電能消耗1.96億度。

核能供暖不僅清潔，還很安全。“核能供暖是從核電機(jī)組抽取部分蒸汽，經(jīng)過換熱站進(jìn)行多次加熱，整個進(jìn)程只有蒸汽加熱水、水加熱水兩個進(jìn)程。”秦山核電黨委書記、董事長黃潛說，核電站與用戶之間有多道回路阻隔，每個回路間只有熱量的傳遞，沒有水的交流，更不會有放射性物質(zhì)進(jìn)入暖氣管道，熱水也只在小區(qū)內(nèi)封閉循環(huán)，與核電站層層阻隔，沒有任何觸摸。

在秦山核電總經(jīng)理鄒正宇看來，核能供熱項目運用秦山核電基地機(jī)組冬季剩余熱功率，在不影響機(jī)組原有發(fā)電量和安全功能的前提下，向海鹽縣公建造施、居民小區(qū)及工業(yè)園區(qū)供應(yīng)大規(guī)模安全、零碳、經(jīng)濟(jì)的核能供暖，真實完結(jié)了當(dāng)?shù)鼐用?、地方政府、核電企業(yè)及生態(tài)環(huán)保的多方共贏。

立異遠(yuǎn)不止于此。在泳池式研討堆50多年安全安穩(wěn)運轉(zhuǎn)基礎(chǔ)上，中核集團(tuán)針對北方城市供暖自主開發(fā)了一種安全經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保的堆型產(chǎn)品——“燕龍”泳池堆。于開治介紹，“燕龍”泳池堆具有固有安全性高、清潔環(huán)保、管網(wǎng)適配性強(qiáng)等杰出特色。一座400兆瓦的“燕龍”低溫供熱堆，供暖建筑面積達(dá)2000萬平方米，可覆蓋20萬個家庭。

目前，“燕龍”泳池式低溫供熱堆演示工程已列入吉林省“十四五”規(guī)劃。專家表明，在附近沒有核電站的一些區(qū)域，泳池式低溫供熱堆非常適合，它的安全系數(shù)較高，能夠滿意必定范圍內(nèi)的供熱需求，還能夠處理散煤供熱帶來的大氣污染問題。

多范疇使用注入核能力氣

前不久，全球首批商用堆碳-14輻照出產(chǎn)靶件，在中核集團(tuán)旗下我國核電控股的秦山核電三廠2號重水堆機(jī)組入堆，開端商用堆出產(chǎn)碳-14同位素，估計將在2024年開端向商場供貨，產(chǎn)值可滿意國內(nèi)需求。這是核能綜合運用的又一重要打破。

什么是碳-14?它能夠用來干什么?和咱們的生活又有什么關(guān)系?原來，自然界中存在的碳，比方常見的石墨、鉆石、鉛筆芯等，都是碳-12。此外，它還有一些同位素“兄弟”，比方碳-11、碳-13以及碳-14，它們的原子核里都有6個質(zhì)子，而中子數(shù)卻不同。碳-12很安穩(wěn)，碳-14則具有放射性。

“運用碳-14的放射性進(jìn)行符號和檢測，能夠檢測幽門螺桿菌、展開藥物代謝動力學(xué)研討。”中核集團(tuán)秦山核電高級工程師孟智良介紹，碳-14常常被用作符號物，廣泛使用于農(nóng)業(yè)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等范疇。比方在農(nóng)藥中參加碳-14，后期經(jīng)過檢測農(nóng)作物上碳-14的含量，就能夠判斷出農(nóng)藥的殘留量。

中核集團(tuán)秦山核電正高級工程師樊申介紹，此前，我國曾選用過用于實驗研討的小型反響堆來出產(chǎn)碳-14，可是產(chǎn)值小，出產(chǎn)不連續(xù)，無法形成安穩(wěn)的供應(yīng)。此次運用商用核電機(jī)組，能夠長期保持高功率安穩(wěn)運轉(zhuǎn)，連續(xù)出產(chǎn)碳-14。

“就拿幽門螺桿菌的確診與追蹤來說，目前我國每年的幽門螺桿菌檢測需求超越3000萬人次，商場不容小覷。”于開治表明，中核集團(tuán)在醫(yī)用同位素出產(chǎn)方面取得的重大打破，將有效處理和緩解國內(nèi)碳-14同位素供應(yīng)問題，為樹立安穩(wěn)自主的醫(yī)用同位素供應(yīng)保證體系、提升公民健康水平作出新的奉獻(xiàn)。

除了充分運用現(xiàn)有核電機(jī)組展開核能綜合運用外，中核集團(tuán)還經(jīng)過科技立異，積極研制先進(jìn)核能系統(tǒng)，拓展更多核能綜合運用的新場景。例如，2021年7月13日，中核集團(tuán)海南昌江多用處模塊式小型堆科技演示工程正式開工建造，成為全球首個開工的陸上商用模塊化小型堆。

于開治介紹，“玲龍一號”(ACP100)技能，是中核集團(tuán)經(jīng)過10余年自主研制并具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多功能模塊化小型壓水堆堆型，特色是小型化、模塊化、一體化、非能動，能夠作為清潔的分布式動力，在供電的一起可滿意海水淡化、區(qū)域供暖、工業(yè)供熱(冷)等多個范疇使用需求。

在我國核學(xué)會理事長王壽君看來，核能既具有可再生動力的零碳排放特性，又延續(xù)了化石動力不間斷安穩(wěn)執(zhí)役的特色，貼合大宗制作工藝的動力需求，應(yīng)充分發(fā)揮大型壓水堆、高溫氣冷堆、模塊化小堆、低溫供熱堆等各自優(yōu)勢，緊密結(jié)合用戶側(cè)綜合動力消費需求，樹立集供電、居民供暖、工業(yè)供汽、制氫、海水淡化、同位素出產(chǎn)等為一體的多能互補(bǔ)、多能聯(lián)供的區(qū)域綜合動力系統(tǒng)，為未來我國綠色低碳發(fā)展注入核能力氣。海外網(wǎng)作者：記者葉子

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核電發(fā)電核能

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