海陽(yáng)的核能供暖怎樣實(shí)現(xiàn)?安全運(yùn)行如何保障?跨區(qū)域核能供熱如何協(xié)調(diào)?對(duì)生態(tài)環(huán)境又將產(chǎn)生哪些影響?記者走進(jìn)山東核電，尋找問(wèn)題的答案。
“隔離換熱”“壓差設(shè)計(jì)”，護(hù)航供熱安全
核能蘊(yùn)藏著巨大能量，1克濃縮鈾-235的體積和一粒米差不多，但它在完全裂變后，能產(chǎn)生約等于2.8噸標(biāo)準(zhǔn)煤或1.8噸汽油完全燃燒所釋放的能量。
在大多數(shù)人的印象中，核能最主要的應(yīng)用就是發(fā)電。但事實(shí)上，核電站的發(fā)電原理與火電相似。“通俗地講，可以理解為‘燒開(kāi)水’，在核能發(fā)電過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱。”山東核電科普宣傳員符鐸向記者介紹道。
符鐸還告訴記者，核裂變反應(yīng)發(fā)生后，產(chǎn)生的巨大熱量使水升高到較高的溫度，這種可用于發(fā)電的能量屬于“高級(jí)能量”。發(fā)過(guò)部分電的水蒸氣還是“溫暖”的，為“中級(jí)能量”，而海陽(yáng)的核能供熱就是利用這部分“中級(jí)能量”。
值得一提的是，2021年10月，《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》提出，要積極穩(wěn)妥推進(jìn)核電余熱供暖。海陽(yáng)核電站正是通過(guò)利用核電余熱，實(shí)現(xiàn)了清潔供暖。
只有熱量的傳遞，沒(méi)有水的交換，是山東核電保障核能供暖安全運(yùn)行的關(guān)鍵。
國(guó)家電投核能發(fā)展總工程師、山東核電黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)吳放告訴記者，核能供熱的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)5次換熱，最終將熱量送到百姓家里。
“核能供熱就像自熱火鍋，發(fā)熱包并沒(méi)有到裝有食物的鍋里，因?yàn)樗绣伕綦x。相當(dāng)于隔了5層鍋，保證供熱的安全性。”吳放形象地比喻道，“另外，我們?cè)诤四芄嶂虚g第二、第三回路之間做了壓差設(shè)計(jì)，讓廠外的壓力高于廠內(nèi)，相當(dāng)于在物理設(shè)計(jì)上用壓力砌了一道墻，保證了核能供暖的安全。”
安全是發(fā)展的基礎(chǔ)，讓老百姓認(rèn)可這份“安全”更為重要。回憶推進(jìn)實(shí)現(xiàn)從海陽(yáng)向乳山跨區(qū)域核能供熱的過(guò)程，吳放曾收到一封這樣的來(lái)信：“我們現(xiàn)在明白了，核輻射是看不見(jiàn)的，但可測(cè)量的，我們要求盡快實(shí)現(xiàn)乳山的核能供暖。”
據(jù)了解，山東核電將公眾溝通與核能供暖一同謀劃和部署，通過(guò)核能科普進(jìn)機(jī)關(guān)、進(jìn)社區(qū)、進(jìn)校園等多種方式普及科普知識(shí)。組織“兩代表一委員”、小區(qū)居民等多方公眾代表，走進(jìn)核電現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)地感受核能供暖技術(shù)，讓核能溫暖千家萬(wàn)戶。
攻科研，克難關(guān)，一核“雙城”熱電聯(lián)供
“克服跨地級(jí)市供熱管網(wǎng)地下鋪設(shè)復(fù)雜環(huán)境，保證不同行政區(qū)域供熱管網(wǎng)工程參數(shù)一致，是順利實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域核能供暖的前提條件。”吳放說(shuō)。
他介紹，山東核電主要從抽汽改造和長(zhǎng)距離輸熱兩方面入手，在世界上首次開(kāi)發(fā)并采用再熱調(diào)節(jié)閥自動(dòng)控制高壓缸排汽壓力，實(shí)現(xiàn)核能熱電聯(lián)供的新模式，研發(fā)出了適用于大規(guī)模抽汽供熱的堆機(jī)電熱控制、核能熱電聯(lián)供安全分析、大溫差遠(yuǎn)距離換熱等新技術(shù)，研制出了抽汽壓力控制設(shè)備、濕蒸汽流量測(cè)量裝置、核能熱電聯(lián)供模擬機(jī)等新設(shè)備，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)創(chuàng)新，有效保障了大規(guī)模跨區(qū)域核能供熱的順利實(shí)現(xiàn)。
據(jù)悉，山東海陽(yáng)核能歷經(jīng)5年多的科研攻關(guān)和工程實(shí)踐，已實(shí)施科技項(xiàng)目21項(xiàng)，累計(jì)科研投入約2.6億元，參與研究團(tuán)隊(duì)涵蓋國(guó)內(nèi)18家單位，參研人員近500人，取得授權(quán)專利和受理專利共計(jì)67個(gè)。
保環(huán)境，護(hù)生態(tài)，綠色核能清潔取暖
“本供暖季‘暖核一號(hào)’跨區(qū)域供暖面積覆蓋乳山市主城區(qū)630萬(wàn)平方米，預(yù)計(jì)可替代原煤消耗23萬(wàn)噸，減排二氧化碳42萬(wàn)噸。可滿足約40萬(wàn)人口的冬季清潔取暖需求。”吳放告訴記者。
與傳統(tǒng)的化石能源等供暖方式相比，清潔、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定是核能供暖的特點(diǎn)。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，自“暖核一號(hào)”投運(yùn)以來(lái)，海陽(yáng)市供暖季空氣中PM2.5下降了16%，天氣優(yōu)良率上升了17%，2攝氏度海洋溫升面積縮減了25公頃，有效改善了周邊大氣和海洋生態(tài)環(huán)境。
事實(shí)上，以“暖核一號(hào)”核能供熱二期工程為例，每個(gè)供暖季需要向外釋放200萬(wàn)吉焦的清潔熱能，其中，150萬(wàn)吉焦按照傳統(tǒng)方式是要“廢棄”掉的。核能供暖將這部分余熱進(jìn)行充分利用，最大限度地減小了對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
“為了能夠充分利用核電廠低品質(zhì)的溫排水余熱資源，我們還開(kāi)展了溫排水培育紅樹(shù)林項(xiàng)目。目前，已經(jīng)種植紅樹(shù)胚軸近3000棵，以生態(tài)養(yǎng)生態(tài)，同時(shí)也為‘南紅北移’工程探索第一手資料。”吳放說(shuō)。
作為我國(guó)核能供熱的開(kāi)創(chuàng)者，山東核電從2018年開(kāi)始核能供熱的探索與實(shí)踐，2019年建成“暖核一號(hào)”一期項(xiàng)目，成為我國(guó)首個(gè)核能供熱工程。2021年投運(yùn)“暖核一號(hào)”二期項(xiàng)目，使海陽(yáng)成為我國(guó)首個(gè)“零碳”供暖城市。今年的“暖核一號(hào)”三期項(xiàng)目，首次實(shí)現(xiàn)了核能供熱的跨地級(jí)市發(fā)展。
山東核電從未止步的創(chuàng)新與實(shí)踐，使我國(guó)核能商用供熱實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有、從園區(qū)級(jí)到縣域級(jí)再到跨區(qū)域的接續(xù)突破，走出了我國(guó)核能助力綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和區(qū)域協(xié)同發(fā)展之路。
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