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“取暖效果稳定，家里穿个单衣就够了”“供暖费省了100余元”……又是一年供暖季，得益于投运的“暖核一号”二期202.5兆瓦核能供热工程，山东省海阳市的居民们在寒冬里过得温暖而舒适，海阳市成为了全国首个“零碳”供暖城市。
日前，“暖核一号”三期900兆瓦远距离跨区域核能供热工程已在海阳市正式开工，预计于2023年投运，届时，核能供热面积可达烟台、威海等地，满足近100万人口的取暖需求。在创新技术的支持下，核能供暖真正走进了千家万户。
减排供暖，打造“暖核一号”
“我们要为老百姓带来温暖，带来蓝天，带来实惠。” 国家电投核能发展总工程师、山东核电有限公司（下称山东核电）董事长吴放表示。
2021年4月1日，“暖核一号”二期202.5兆瓦核能供热工程超额完成首个供暖季任务，持续安全稳定供热143天，供热面积近500万平方米。供暖期间，该工程节约原煤消耗18万吨，减排二氧化碳33万吨、氮氧化物2021吨、二氧化硫2138吨、烟尘1243吨，空气中PM2.5指数下降16%，区域供暖季空气质量明显提升。此外，海阳居民住宅取暖费每平米较往年下调一元钱，惠及海阳城区20万居民。
核能供热的背后，是山东核电创新技术的支持。吴放介绍，核反应会产生大量的热量，对于单纯发电的核电机组，有一部分热量被用来发电，剩余热量将排放。如何提高核电机组的热效率，减少热量排放，是核能行业从业者共同的课题。2018年，吴放提出了核能商用供热的构想，随之在他的带领下，山东核电制定了“三步走”的战略：第一步是园区级供暖，第二步是县域级供暖，第三步是区域级供暖。这一套核能供暖技术，正是“暖核一号”。
创新技术，保障供暖安全
这项技术实现的根本是保障核能供暖的安全性。“举个例子，核能供热就像‘自热火锅’，其中的发热材料仅仅用来加热，不与食物直接接触。”吴放介绍，所谓核能供热，就是从核电机组抽取部分发过电的蒸汽作为热源，经过换热器进行多级换热，最终经市政供热管网将热量传递给终端用户。此过程仅有热量的传递，没有水等其他介质的交换。
为了确保安全，公司联合国家电投智慧能源（国核电力院）、上海核工程研究设计院有限公司、哈尔滨汽轮机厂等多个单位，组建了一支跨界多元的核能供热团队，不停地对技术方案、设备配套等进行深入细致的研究与探讨。
抽汽管道调阀控压、汽轮机再热调阀控压……在各方的不懈努力下，“暖核一号”二期202.5兆瓦核能供热工程突破了“核电机组常规岛汽轮机中间级抽汽”等关键技术，拥有适用于饱和蒸汽的大口径抽汽止回阀、快关调节阀等新型阀门，开发了反应堆热功率与汽轮发电机电功率+对外供热功率匹配的运行控制策略，形成了一套完整的基于核电热电联产的安全和瞬态评估体系。
“我们将运用拥有自主知识产权的核能‘零碳’供热技术，新建约120公里的长距离输热骨干管网，实现核能与风光储能联合运行、多能互补。”吴放介绍，今年7月14日，“暖核一号”三期900兆瓦远距离跨区域核能供热工程开工，该工程建成后，每年在发电95亿度的同时，供暖面积可达3000万平方米，满足大约100万人口的供暖需求。一个供暖季可替代原煤消耗90万吨，减排二氧化碳165万吨，环保效益显著。
如今，“暖核一号”已拥有“园区级”（供热能力30兆瓦）辅汽供热模块、“县域级”（供热能力200兆瓦）抽汽供热模块、“区域级”（供热能力900兆瓦）大规模抽汽供热模块等多个技术标准化方案，可满足不同供热应用需求。事实证明，以海阳市核能供暖为样板，“暖核一号”可向全国核电机组的热电联产进行复制推广。
“水热同传”，实现跨界融合
“暖核一号”走入百姓家，让人民群众用得经济、用得环保、用得放心。那么，对于核能综合利用，山东核电又进行了哪些有益的探索呢？
据悉，2020年1月，山东核电启动“水热同传”示范项目研发，并于当年11月15日正式投产运行，实现了自核电厂向10公里之外的员工宿舍园区稳定供热，同时提供高品质淡水。在“水热同传”示范项目研发并成功投运的基础上，山东核电联合清华大学等高校及科研院所，进一步启动了“水热同产同传”科技创新项目。
“2021年5月，该项目成功投运，实现核能先发电、后制水、再供暖的三级高效利用。”吴放介绍，公司运用“一种用于水热同传系统的热量利用及消纳系统”等专利，突破了多级闪蒸和多效蒸馏两种“热法”海水淡化技术难点，研发了水热同产机组。利用核电厂的清洁蒸汽热源，在实现核能供热的同时，提供高温高品质淡水。未来，山东核电规划储热储水一体化搭配风电光伏，联合多个核电基地，在胶东半岛地区建设以核电余热供热为主体、工业余热为补充，对新能源开放的产储输一体化管网，采用长距离大温差输热技术，打造胶东半岛“零碳”的清洁水热供给体系，为我国区域经济圈一体化建设提供新方案。
核能发电、区域供暖、海水淡化……凭借核能持续性强、供能形式多样等优势，山东核电正在一点点扩大核能综合利用范围，探索发掘核能的无限潜力。作为清洁能源，核能也将迎来更加多元化的应用场景，成为清洁供暖、“双碳”目标实现的重要解决方案，为我国经济社会高质量发展创造更多的绿色奇迹。（刘弘一）
（编辑：晏如）