近日,“和气一号”项目在中核集团田湾核电基地正式建成投产,这是我国首个工业用途核能供汽项目,标志着我国核能综合利用从单一发电、满足城市居民供暖,拓展到工业供汽领域。
整个过程就像“烧开水”
江苏核电二厂厂长、正高级工程师张祥贵将核电厂核能发电比喻成“烧开水”。“主要是依靠核裂变释放能量,将水加热转化为蒸汽,从而驱动汽轮机发电。”张祥贵说。
他告诉科普时报记者,如果把上面提到的蒸汽“截胡”,不再让它用于发电,而是作为热源去烧海水淡化后的除盐水,烧开后产生的蒸汽就是工业蒸汽。这些蒸汽温度约为248℃,气压为1.8MPa,通过能耗每公里热损低于1.5℃的蒸汽管道输送到石化基地。如果工业用户想要温度更高的蒸汽,可以使用压水堆耦合高温气冷堆,提供更高参数的蒸汽。
由于核电厂一般临近大海,通过反渗透膜技术可以获得源源不断的除盐水。张祥贵表示,这样一来,我们就可以把海水利用起来。
每年供汽量可达480万吨
一说到核能,很多人都会先想到安全问题。据张祥贵介绍,核能供汽其实是非常安全的。“和气一号”项目在田湾核电3、4号机组热源的蒸汽管道上增加了快关阀。当需要紧急停止供汽时,阀门会在5秒之内关闭,蒸汽被迅速隔离,停止向石化基地供汽。
此外,核电厂一回路、二回路与蒸汽回路实现了多重隔离设计,在物理隔绝的情况下制备工业蒸汽,这些蒸汽在每个回路间只有热量传递,没有发生物质接触。这些措施保证了核能工业蒸汽的安全、清洁。
相比于传统的燃煤获取蒸汽,核能大大降低了蒸汽生产中的碳排放。根据测算,“和气一号”项目建成后,每年供汽量将达480万吨,可等效减排二氧化碳107万吨、二氧化硫184吨、氮氧化物263吨,相当于新增植树造林面积2900公顷。同时,未来随着“碳核算”的逐步展开,它还可以每年为石化基地节省碳排放指标70多万吨。