如何“跨界”实现热电联动？全球首个双堆耦合核能综合利用项目开工 ｜科学家·马上回答

封面新闻记者 边雪

冬日斜阳下的黄海之滨，塔吊林立，机器轰鸣。

1月16日，随着核岛第一罐混凝土浇筑完成，全球首个压水堆与高温气冷堆双堆耦合的核能综合利用项目“江苏徐圩核能供热发电厂1号机组”（以下简称“项目”），正式进入主体工程建设阶段。这不仅标志着我国核能从“单一发电”迈向“多元供给”的关键一步，也为全球高耗能产业低碳转型提供了首个可复制、可推广的“中国方案”。

项目现场。

长期以来，核能主要被视为一种用于发电的能源，那些巨大的穹顶建筑似乎只为了点亮城市的万家灯火。然而，在追求“双碳”目标的背景下，核能作为一种几乎零碳排放的清洁能源，其应用范围和价值远远超出了传统的发电领域。

作为“十五五”开局之年我国首台开工的核电机组，这一项目何以被称为“革命性突破”？其技术内核与产业价值何在？在项目现场，封面新闻专访了中核工程徐圩项目总设计师白玮，深度解读这一“零碳蒸汽”系统背后的科技密码与战略布局。

“跨界”耦合：从“纯发电”到“热电联供”的系统重构

长期以来，核能主要承担发电职能。而在“双碳”目标下，如何释放核能作为清洁能源在工业供热、海水淡化等领域的潜力，成为能源转型的重要课题。徐圩项目率先破局，开创性地将我国具有完全自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”与四代核电技术高温气冷堆进行耦合，通过“华龙一号”主蒸汽加热除盐水制备饱和蒸汽，再利用高温气冷堆主蒸汽对饱和蒸汽二次升温，进行外供。项目建成后设计工况下可同时具备高品质蒸汽供应能力和发电能力。

“过去核电站就像只发电的‘独奏者’，现在我们要让它成为既能发电、又能供热的‘交响乐团’。”白玮形象地比喻道，项目采用两级加热工艺：“华龙一号”产生饱和蒸汽，作为第一级热源，将除盐水初步加热；高温气冷堆则提供700℃以上的高温蒸汽，进行二次升温，最终产出能满足石化园区生产所需的高品质工业蒸汽。

这一过程并非简单叠加。白玮坦言，最大的技术挑战之一在于系统耦合后的运行稳定性。“就像玩魔方，一个参数变动，整个系统状态都会变化。”项目团队创新性地提出“解耦－联动”设计方法：将复杂工况分解为典型场景，分别进行精细化模拟与优化，再通过数字化仿真平台进行整体耦合验证，最终形成动态联动的智能控制系统。

“最强大脑”：让核电系统“感知思考、智慧调控”

供热、供水势必影响发电，如何平衡多元输出、保障电网稳定？项目给出的答案是：为电厂装上“最强大脑”。

“我们开发了全球首个全要素核电厂循环水智能节能运行系统。”白玮告诉封面新闻，该系统具备“感知、思考、行动”能力。它可实时采集气象、水温、负荷等上百项参数，通过人工智能算法预测供需变化，并主动调节泵、阀等设备，实现节能与防冻的智能平衡。

在此之前，项目还成功攻克了另一项关键技术——将变频技术应用于核电站循环水系统，并已稳定运行多年。“这相当于为执行指令配备了灵活的‘手脚’。”白玮说，这些技术共同构成了一个响应迅速、运行高效的智慧能源系统，确保在供热供水的同时，最大限度保障发电稳定。

为满足园区每年数千万吨的高品质除盐水需求，项目配套建设了全球最大的核能海水淡化装置——“核能净水器”。白玮指出，在黄海海域建设大规模海水淡化装置面临水质波动大、水温跨度宽、可靠性要求极高等挑战。

“任何小问题放大到如此规模，都可能成为重大风险。项目团队从数十种方案中优选出一套‘黄金组合’，集成余热利用、能量回收、智能控制等先进技术，确保装置能够连续稳定运行，”满足化工园区“不能断供”的严苛要求，该装置不仅是核能综合利用的典范，也将成为行业标杆。

值得注意的是，项目不仅是技术集大成者，更是产业升级的强引擎。白玮表示，作为中核集团“华龙一号”研发设计的牵头单位，中核工程已联合近6000家产业链单位攻克关键技术，推动关键设备国产化。

在建设现场，激光智能跟踪焊接、全流程智能钢筋加工等先进工艺已投入使用，工效提升数倍，人员减少显著。项目设备国产化率坚定保持在95%以上，超过六成的设备合同流向国内民营企业，带动了一大批“专精特新”企业进入高端核电供应链，有力锻造了一条自主可控、技术领先的高端装备产业链。

项目现场。（封面新闻记者 边雪拍摄）

“零碳”未来：为中国乃至世界工业脱碳注入核动力

据测算，项目一期建成投产后，年供工业蒸汽可达3250万吨，发电超115亿度，每年可替代标煤726万吨，减排二氧化碳1960万吨。这不仅为连云港万亿级石化产业基地注入绿色动能，也为长三角工业集群低碳转型提供了稳定可靠的清洁能源保障。

“徐圩项目是中国核能工程科技创新能力的一次集中体现。”白玮总结道，“它证明了核能可以安全、高效地融入工业体系，实现电、热、水联供。这为全球，特别是发展中国家，提供了一条工业增长与低碳转型并行不悖的新路径。”

从单一发电到多元供给，从技术攻关到产业链协同，徐圩项目以其开创性的“双堆耦合”模式和系统性的工程解决方案，不仅重新定义了核能的工业价值，更向世界展示了中国以科技创新推动能源革命、践行“双碳”承诺的坚定决心与强大能力。这场始于黄海之滨的“零碳热力革命”，正为中国乃至全球的绿色工业未来，注入澎湃持久的核动力。