核能供热书写幸福民生答卷,开启了核能综合利用新纪元
——专访吴放

2019-02-11 09:49高树超,成亚光
中国核电 2019年6期
关键词:海阳核能供热

编者按:海阳核电站位于山东青岛、烟台、威海三大城市之间。项目规划建设6台百万千瓦级核电机组,并预留两台扩建场地,是世界首批三代核电项目,也是山东省单体投资最大的清洁能源项目、首个开工建设并建成投运的核电站。一期工程1、2 号机组作为国家三代核电自主化依托项目,单台额定容量为1253 MW,已分别于2018年10月22日、2019年1月9日投入商运。商运一年来,两台机组持续保持安全稳定运行。

在国家能源局、国家核安全局、国防科工局的大力支持和指导下,按照国家电投的战略部署,2018年起山东核电积极同山东省、市地方政府共同研究和探讨在山东地区布局、建设核能清洁供暖项目的可行性,实现了当年完成立项、当年开工建设、当年投运。

2019年11月15日,海阳核能供热项目正式投入商运,被国家能源局命名为“国家能源核能供热商用示范工程”,填补了国内空白,开启了核能综合利用新纪元。那么,核能供热是什么原理?该项目的安全性、环保性、经济性如何?推广前景如何?山东核电在核能供热及核能综合利用方面未来又有何长远规划和打算?《中国核电》就此采访山东核电有限公司(以下简称“山东核电”)党委书记、董事长吴放。

吴 放山东核电有限公司党委书记、董事长,20多年来,一直奋战在我国核电建设生产一线,曾经在秦山一期、岭澳一期、恰希玛一期工作学习过,为田湾核电一期调试接产运行、CAP1400示范项目推进、三代核电海阳项目的建成投产以及再创新做出了重要贡献。经历了多个核电基地、多堆型、多机组的实践、对核电行业特点有着深刻的理解。在能源转型的新阶段,在核电发展的新时期,根据“四个革命、一个合作”能源安全新战略,在国家电投集团有限公司的指导下,他和团队结合社会发展要求、核能行业发展需求以及海阳核电实际,创造性地提出了核能综合利用、多能互补的概念,确定了“以核能为基础,通过核能发电、核能供热、海水淡化、电储能和光储一体、氢能等多能互补、联合高效运行”的核能综合利用新模式,走出了一条“现实可行,兼顾长远”“由易到难,分步实施”“地方协同,产业配套”的创新务实发展之路,得到了国家有关部委及山东省各级党委、政府的肯定与支持,并在2019年取得了重大突破,海阳核能供热项目——国内首个核能供热商用示范工程投运,填补了国内空白。

双重名片:核能创新应用工程幸福民生工程

《中国核电》:海阳核能供热商用项目,作为全国头一份,是创造性落实“加快推进北方地区冬季清洁取暖”重要指示的有力举措,是推动《北方地区冬季清洁取暖规划(2017—2021年)》实施的良好实践,可以说既是核能创新应用工程,也是幸福民生工程。请问核能供热是如何创新的?与传统供热相比,有什么优势和特点。

吴放:海阳核能供热是在现有机组发电基础上进行的局部技术改造,从核电机组二回路抽取蒸汽作为热源,通过厂内换热首站、厂外供热企业换热站进行多级换热,最后经市政供热管网将热量传递至最终用户。该项目的创新性主要体现在以下几个方面:一是打破中国核电传统运营模式,提高了机组的热效率、经济性,减少了热排放,为核电发展开辟了新路子,为北方清洁取暖提供了新方案;二是在核电站与用户之间设置多个回路,同时采用对外供热监测、控制技术,有效保障供热安全;三是探索了一套适用于核电机组供热改造的审批流程,弥补了国内核能供热项目审批的空白;四是总结了一种以政府为主导,能源企业、热力公司配合协作,适用于大规模清洁能源供热的商业运营模式,有利于项目快速推进和各方利益的保障。

核能供热是幸福民生工程,一头连着居民温暖过冬,一头连着蓝天白云。目前实施的70万m2核能供热,直观来看,海阳市凤城国家旅游度假区周边的丰源热力公司65 t的大烟囱就不冒烟了。从数据测算上看,每年可节约2.32万t标煤,减排222 t烟尘、382 t二氧化硫、362 t氮氧化物以及6万t二氧化碳,相当于减少约5台10 t的燃煤锅炉,对节能减排、改善环境作用显著。

作为民生工程,供热工作的社会效益是第一位的,与此同时,还必须综合考虑各方利益,考虑经济上必须具有可持续性。我们积极开拓创新,做好顶层设计,深挖自身潜力,运用核电热电联产的方式,根据核电机组是用的中温中压饱和蒸汽的特点,让适合发电的能量用来发电,适合供热的能量用来供热,取得一个更好的平衡,从而提高了机组循环热效率,排到大海和环境的热量减少了,环保效益显著。从经济性上来说,电厂效率提高了,资金利用率也提高了,核电热电联产供热的价格与燃煤供热的价格基本持平。

核能供热以清洁高效的供热方式改善民生、造福地方,具有“居民用暖价格不增加、政府财政负担不增长、热力公司利益不受损、核电企业经营做贡献、生态环保效益大提升”等多重效果,真正实现了企业与地方、环境、公众的协调发展和多方共赢。山东海阳核能供热项目,因此被国家能源局命名为“国家能源核能供热商用示范工程”;山东海阳市被山东省能源局命名为“核能综合开发利用示范城市”。

运行良好:居民对核能供热满意度很高

《中国核电》:截至2019年12月11日,海阳核能供热项目已经正式投运27天,运行效果怎样?核能供热是否影响一期工程发电?

此题的正确答案是C,但教师不仅要求学生能找准正确答案,还要求学生能根据错误的选项改编题目,达到一题多练和逆向运用方法的效果。如果答案是A,题目应该这样改编(划去题目中的条件):

吴放:今年11月15日,山东海阳核能供热项目一期工程第一阶段正式投用,面向包括山东核电有限公司员工倒班宿舍、海阳部分居民小区在内的70万m2正式供热。项目投运至今,各项指标达到要求,系统设备运行正常,居民对核能供热满意度很高,总体来看各方反应积极,山东核电有信心继续把核能供热这项“民心工程、暖心工程”做好。

今年11月28日,国家能源局在海阳组织召开国家能源核能供热商用示范工程观摩会暨核能综合利用专家研讨会,来自中央、行业、省级、地方等22家媒体到会采访报道,媒体记者们深入核能供热用户家中进行了实地感受,刊发了很多生动的报道,居民普遍反映核能供热持续稳定、效果良好。

已投运的70万m2供热抽汽量大约相当于总体蒸汽量的5‰,对海阳核电一期工程发电的影响很小。除此之外,核电循环冷却水余热中仍有大量可利用来集中供热的潜力。海阳核电一期工程1、2号机组持续保持安全稳定运行,预计2019年全年发电量将达到206亿kW· h,可供山东省超过三分之一居民生活使用一年。

大型基地:山东省清洁能源供应支撑点

《中国核电》:海阳核电一期工程建设完成后,对山东省电力供应关系有怎样改变?后续项目有何进展,全部建成后规模多大?

吴放:长期以来,山东是能源生产和消费大省,能源消费总量约占全国的十分之一,煤炭消费量长期居全国首位。大量的煤炭消费,在保障经济社会发展的同时,也带来了较为突出的生态环保问题。海阳核电一期工程投运之后,山东省清洁能源的比重大大提高。同时,在山东东部负荷中心建设核电机组,不仅使山东电源结构多样化,也使电网的电源布局更趋合理,可加强受端电网,使负荷中心得到有力支撑。

当前,我国正加快推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。发展核电将能大大改善山东省的能源结构,减少电力需求增长对煤炭的依赖,缓解交通运输压力,推动能源资源优化配置和产业升级,实现经济效益、社会效益和环境效益的协调发展。是推进绿色发展、减少环境污染、优化能源结构,建设美丽中国的重大战略举措。积极推动核能发展,对于山东这样一个经济大省、能源消耗大省来说,具有重要的现实意义。

海阳核电后续机组已具备依次开工条件,项目全部建成后,总装机容量可达1 000万kW,年发电量超过800亿kW·h,相当于全省年社会用电量的13%,满足8 000万居民全年用电需求,每年可减少原煤消耗4 800万t,减排二氧化碳约6 850万t,减排效益相当于再造16个泰山国家森林公园。

十分安全:只有热量传递,没有介质交换

吴放:在全球范围内,核能供热并不罕见。英国、瑞士、俄罗斯等国都有核能供热的历史,而如海阳这种核电热电联产的方案在俄罗斯较为普遍。世界上核能供热已累计运行超过1 000堆·年,没有发生过安全问题,安全性已经得到了充分的验证。

核能供热整个过程中,其实是发生了蒸汽加热水和水加热水两个大步骤,核电站与供热用户之间设置了多道回路进行隔离。每个回路之间只有热量的传递,没有水的交换,没有任何放射性,用户暖汽管道中热水也只在小区内封闭循环,与核电厂层层隔离、十分安全。

一直以来,我们高度重视公众沟通工作,今年,在推进核能供热项目的同时,我们以抽汽供热为重点,持续与地方政府及社会各界一道,做好科普宣传工作,发布了《抽汽供热项目科普宣传工作方案》《全国首个核能抽汽供热主题宣传方案》,为不同受众“量身定制”活动方案,全年科普受众约6万人次。

一方面精心打造活动品牌。制作了“核安全那些事”“抽汽供热那些事”两张明白纸,面向全市中小学一年级学生及家长开展了核安全“主题班会”及“家庭作业”活动,通过短平快、低成本的方式,实现“小手拉大手”,扩大宣传范围,提高公众接受度;核安全及抽汽供热内容在市区公交站牌、海阳市两块中心电子屏、40辆公交车上展出,并列为地方机关干部入职培训第一课;举办了海阳市第二届核与应急知识竞赛。

另一方面邀请公众为核电代言。召开了公众代表座谈会,请各界代表为科普宣传出谋划策,聘任了核电科普宣传大使;组织大使、“两代表一委员”“机关干部”“医疗系统代表”“核应急人员”“黄海社区党员代表”等关键人群走进现场实地参观换热首站,他们主动向周围人群进行科普,提升了宣传效果,营造了和谐的外部环境。

山东方案:在北方有较大推广空间

《中国核电》:日前,人民日报刊发文章《核能供热,暖和又干净》,简单直白地点出了居民、环境对冬季取暖的核心要求。山东省政府党组成员、副省长凌文指出,海阳核能供热项目的实施为山东能源结构调整提供了新的思路,更为北方地区清洁供暖贡献了“山东方案”。那么,清洁供暖“山东方案”未来要在北方推广的话,将会是怎样的研究方向或发展方向?

吴放:北方清洁供暖是绿色发展的必然要求,海阳核电热电联产,不但提高了核电厂的经济性,还为民生提供了必要的保障,对其他核电有着积极的借鉴意义。与此同时,更值得推广的是这种因地制宜、科学发展,解决民生问题的方法。

统计公报显示,胶东半岛青岛、烟台、威海三市2018年末常住人口总数约1 934万人,2018年地区生产总值(GDP)23 475亿元。经济发展水平、人口密度、狭长地形、已有在建在运项目的核电基地布局,共同促成了大型商用核电厂热电联产在胶东半岛的现实可行性。

截至今年9月底,我国大陆地区运行核电机组共47台。从核电机组分布来看,我国核电机组大多分布在秦岭淮河线以南的沿海地区,地处亚热带,冬季短且少严寒。如果将此区域核电站进行供热改造,那经济性提升不明显,东北地区沿海的核电机组用来供热具有较大空间。

就核能供热具体推广来说,还需要在以下方面继续探索:一是核电厂与周围产业园区配套,核电厂向工业园区提供蒸汽或供热;二是长距离大温差传热;三是核能供热与风光等清洁能源的互补;四是核能供热与储热技术的配套应用。海阳核电厂目前正在这几个方面继续开展研究。

政企合作典范:打造能源革命齐鲁样板

《中国核电》:国家能源局副局长刘宝华指出,海阳核能供热项目正式投用是落实国家能源安全新战略的崭新实践,是贯彻中央新发展理念的成功案例,开启了我国核电项目多元运用的新局面,具有里程碑式的重大意义,其中凝聚了山东省各级政府的关心和支持、核电企业的担当作为以及广大人民群众的信任、理解和期盼,宝贵经验应该积极推广。

请问接下来在核能供热及核能综合利用方面,山东核电有怎样的发展规划?

吴放:核能供热项目得以推进的关键,在于长距离供热等相关技术的突破与用热需求的叠加。长距离输热技术在国内已有成熟的设计、建造、运行经验,太古项目管道总长37.8 km、外热入济在建项目管道总长63 km。目前,100 km以内的供热距离,都可以保证较高的经济性和热效率。

在国家电投清洁能源战略的引领下,结合第一阶段70万m2的成功经验,山东核电正在加快推进以核电热电联产方式进行的核能供热,逐步实现更大区域的供热能力。1、2号机组稍加改造后,即可具备3 000万m2供热能力。随着后续机组建成投运,预计最终可提供超过2亿m2供热能力,供热半径达100 km,每年可节约标煤约662万t。

预计在2030年前,国家电投将依托海阳核电及新核电基地,同时联合其他清洁能源供热方式,替代胶东半岛所有燃煤锅炉供热,一举打造供热“零碳”地区、北方地区清洁供热样板,为节能减排、打赢蓝天保卫战做出贡献。

同时,山东核电将以核能为基础,通过核能发电、核能供热、海水淡化、电储能和光储一体、氢能等多能互补、联合高效运行,提高能源利用效率,实现核电向核能拓展、单一核能向多能综合利用拓展,走出一条“现实可行,兼顾长远”“由易到难,分步实施”“地方协同,产业配套”的创新务实发展之路。

猜你喜欢
海阳核能供热
近期实施的供热国家标准
“核能驾驭者”王大中
供热一级管网水力计算及分析
浅谈直埋供热管道施工工艺
海阳地雷战
中华优秀传统文化的传承与发展——以海阳大秧歌为例
第十四章 地狱之城——核能
例谈计算核能的五种方法
揭秘核能