用上“核蒸汽” 减排有底气——全球首个双堆耦合核能综合利用项目开工

来源：科技日报

1月16日，伴随着机器的轰鸣声，中核集团江苏徐圩核能供热发电厂1号机组核岛正式开始混凝土浇筑，标志着全球首个由华龙一号压水堆与高温气冷堆双堆耦合的核能综合利用项目正式进入主体工程建设阶段。

作为全球首个以工业供热为主、兼顾电力供应的核能综合利用项目，其一期工程建成投产后，年供应工业蒸汽可达3250万吨，减排二氧化碳1960万吨，为连云港万亿级石化产业基地绿色低碳发展提供可靠清洁能源保障，对加快石化等高碳排放产业绿色转型起到重要引领示范作用。

石化产业与核能耦合发展

位于连云港市徐圩新区的连云港石化产业基地，厂区内管道交错、塔罐林立，宛如一座“钢铁森林”。作为我国布局建设的七大石化产业基地之一，连云港石化产业基地近年来发展势头迅猛，目标是打造世界级石化产业集群。但随着“双碳”目标深入推进，产业发展面临“天花板”。

石化产业对高温高压的工业蒸汽需求量大。此前，各石化厂区主要依靠自备的燃煤电厂获取蒸汽，但煤炭等化石能源燃烧会产生大量碳排放。核能作为稳定、高效的清洁能源，除单一发电能力外，还具备服务于更广泛脱碳场景的巨大潜力。

绿色转型的迫切需求推动双方走在了一起。

中核苏能核电有限公司（以下简称“中核苏能”）党委书记、董事长崔方水告诉记者，耦合是该项目最大的特点，这既包括核能与石化产业的耦合，也包括华龙一号压水堆与高温气冷堆的耦合。

此前核能供热项目主要利用发电后的余热生产蒸汽，压力、温度相对较低。徐圩核能供热项目则是将华龙一号压水堆与高温气冷堆组合，让二者实现协同运行。华龙一号首先对除盐水进行加热，制备出饱和蒸汽。随后，高温气冷堆化身“高压锅”，凭借出口温度高的优势，对饱和蒸汽进行二次升温，生产出更高品质的工业蒸汽。两者互补，各展所长，共同实现热电联供。该项目建成后，在设计工况下，可供应三种高品质工业蒸汽，满足石化产业的主要用汽需求。

创新技术实现“堆—机—热”精准匹配

创新的方案离不开创新技术的支撑。

中核苏能设计管理处副处长陈刚告诉记者，以往的核能供热项目都是以串联形式运行，反应堆、汽轮机和供热之间的运作方式像是“单行线”，反应堆产生蒸汽后首先要送给汽轮机进行发电，剩余热量才会向外供应。徐圩核能供热项目则是将两台华龙一号机组与一台高温气冷堆机组结合，形成了“2+1”的耦合供热与发电模式。“该项目的主要目标是供热，反应堆、汽轮机和供热实际上是并联运作的，这就要求，我们要在保障反应堆安全的前提下，依据用户的蒸汽需求，同时考虑电网的接受能力，对堆、机、热三者进行精准匹配。”陈刚说，这大大提升了设计、控制的复杂度。

为了实现这一目标，团队创新研发出世界首创的“堆—机—热”联调控制方案，构建了以热能需求为牵引的运行机制。“我们以热定电，可以实现对三台机组的精准联控，确保堆、机、热都处于合理运行区间。”陈刚说，该方案填补国际核能领域空白，证实了华龙一号压水堆和高温气冷堆耦合热电联产的创新可行性。

安全是核能产业的生命线。当三个机组、两种堆型耦合在一起工作时，各自原本的安全防线是否依然牢固？面对评审部门严苛的安全审查要求，团队从零起步，打造出整套机组仿真运行模型，对各类事件下可能发生的运行状况进行了全方位仿真模拟。

“我们的模拟结果全面、翔实、清晰地回应了审查提出的问题，证明了双堆耦合的安全性万无一失。”中核苏能维修处仪控一科负责人庞伟介绍，接下来该模型会进一步完善，更加贴合真实运行情况，为后续建设安装提供重要参考，并将进入模拟机为操作员进行运行训练提供支撑。

崔方水表示，未来随着该项目的成熟运行，以及核能的绿色低碳价值被进一步发掘，双堆耦合供热模式有望为石化、冶金、建材等高碳排放产业提供绿色发展新选择。