11月15日,国内最大核能供热项目——国家电投“暖核一号”核能供热工程正式启动供暖,为全国首个“零碳”供暖城市——海阳的20万居民送上温暖。
  今年已是海阳市区全域核能供暖的第二个年头。一个冬天过去,又一个冬天来临,当地居民对“温暖一座城,湛蓝一片天,少交一块钱”的核能供暖,开始了新的体验。
  只有热量的传递没有水的交换
  供暖季开始后,寒意渐浓。来到海阳市亚沙村小区居民侯莲蓉的家,推门之际,一股暖流拂面而来。
  “我家隔壁和上下楼都没有人住,屋里还是非常暖和,温度计显示室内温度已达到26摄氏度,和以前烧煤供暖相比,现在温度更稳定。”侯莲蓉拿出温度计向记者展示。
  在距离侯莲蓉家约18公里处山东核电有限公司“暖核一号”的供热动力设备间,几台水泵电动机发出阵阵轰鸣。这里是热网循环水系统的“心脏”,用于核能供暖的水在加压后,经过多次热量交换,通过市政供热主干网输送到城区居民的家中。
  “‘暖核一号’供热项目从核电机组抽取已经发过电的部分蒸汽作为热源,在物理隔绝的情况下,进行多次热量交换,最终将温暖送达用户家中。”山东核电有限公司供热系统运行负责人王林晖向记者介绍,用户与核电机组之间是采取多重隔离屏障的方式,整个过程经过5个物理隔离回路,并且在厂内外的回路之间采取了压差设计,可以确保供暖绝对安全。
  “也就是说,核能供暖不等于核供暖,整个过程中,回路都设置了物理隔离,只有热量的传递,没有水的交换,所以是安全的。”王林晖补充道。
  据了解,目前全国核能供热项目有三个,作为我国最大的也是首个核能供热项目,“暖核一号”的供热能力占目前全国核能供热总能力的92.8%。今年7月,“暖核一号”三期900MW远距离跨区域核能供热工程开工,计划于2023年投运。届时,供暖区域可达烟台、威海多地,满足约100万人口的取暖需求。
  谈到核能供暖的经济账,国家电力投资集团有限公司核能发展总工程师,山东核电有限公司党委书记、董事长吴放认为要有长远目光,“长期来看,核能供暖会比燃烧化石燃料更实惠。”
  在吴放看来,基于最近两年的煤炭价格加上一定距离的传输成本,使用核能供暖的价格略低于燃煤供暖。但未来化石能源的价格可能会因为产量、储量、碳排放市场化等原因不断上涨,而使用核能近似于一次性投资,费用主要花在建设时期。投产后,核燃料的价格占成本的比重较小,即使发生类似化石能源的大涨价情况,也不会对核电站的经营产生大的影响。因此,核能发电、供热的成本比较稳定。
  经济账和环保账
  11月10日,记者走进海阳市丰源热力有限公司的大门,发现过去看到过的一个40吨供暖热水锅炉已不见踪影,原来锅炉房的位置被改建为核能供热调度中心。
  “不用烧煤了,我们把锅炉都当废铁卖了。”丰源热力生产技术部经理李常科说,他从“炉长”摇身一变成为核能供热换热站负责人,负责将核电站传来的热量转送到千家万户。
  李常科回忆,之前每到供暖季,换热站的热水锅炉需要消耗大量煤炭,运煤车辆来往不绝,15层楼高的脱硫烟囱也不停吐出烟尘。虽然排放符合环保要求,但长期排放也会对环境造成压力。2019年5月24日,海阳市政府与山东核电有限公司签约,共同启动推进核能供暖项目,开创了国内核能商业供暖的先河。海阳市政府推荐丰源热力与山东核电有限公司共同经营这项全新的业务,由核电厂提供热源,丰源热力输送热源。
  经过一段时间运行,在供给端,海阳市的12台燃煤锅炉被全部拆除,用户端却没有发生什么改变。
  “工作强度小了,工作环境好了,但收入一点没受影响,因为核能供暖省下了买煤和环保的大笔费用。”李常科给记者算了一笔账:传统方式供暖时,烧锅炉配备脱硫设备,每天电能消耗就要五六千度,而现在电能消耗仅为600度左右,加上节省的人工、运维等费用,企业节省了一大笔开销。与核能供热之前相比,居民的供暖费也不升反降,从原来的每平方米22元降低到每平方米21元。
  而比经济账更为亮眼的,则是环保账。据统计,“暖核一号”运行以来,累计对外提供清洁热量258.2万吉焦,减少原煤消耗23万吨,减排二氧化碳42万吨,区域空气质量得到明显改善。
  每一步都在创造历史
  海阳核能供暖作为全国首创项目,没有现成的经验可以参考,每一步都在创造历史。
  时间回到2017年,吴放到山东核电有限公司任职。次年,海阳核电1号机组商运,他提出了核能供热的构想,并制定了“三步走”的战略:一期“园区级”(供热能力30MW)辅汽供热模块、二期“县域级”(供热能力200MW)抽汽供热模块、三期“区域级”(供热能力900MW)大规模抽汽供热模块等多个技术标准化方案。这一套核能供暖技术,被命名为“暖核一号”。
  吴放挂帅,公司成立了项目推进小组。技术路线、安全评审、地方沟通、商业模式、公众宣传……团队认真梳理了需要完成的任务,发现到处都是困难,需要逐项推进、各个击破。
  首先得让人接受。项目在初期技术路线选择阶段,就采取了多重回路隔离设计,并且开展了大量的技术攻关,围绕抽汽对汽轮机安全运行的影响等方面进行了全面的计算和评估。针对一些市民“谈核色变”的心态,团队做科普时常用“自热火锅”打比方——发热材料仅仅用来加热,不和食物直接接触。其次是商业模式,在成熟的供暖体系中,新的热源要受到欢迎,必须实现多方共赢。“暖核一号”开创了“核电厂+政府平台+供热企业”的联合运行商业模式。
  “核能供热是一项重大的民生工程、民心工程,一头牵着百姓温暖过冬,一头连着蓝天白云。”海阳市委书记刘海彬介绍,在山东核电核能供暖方案评审通过后,海阳市就成立了专业技术小组,多次与山东核电进行技术参数对接,加快推进核能供热进程。
  2019年,“暖核一号”一期31.5MW工程投运,包括核电厂员工宿舍区及施工生活区在内的30多个小区及共建设施率先用上了核能供暖。接着,就是要攻关“暖核一号”二期202.5MW工程。和一期不同,要实现更大范围供暖,需完成一系列实体改造——高压缸排汽管道、阀门、换热器、凝汽器……除此之外,还涉及控制方案的改变。
  最终,“暖核一号”二期202.5MW工程攻克了“核电机组常规岛汽轮机中间级抽汽”的相关技术,填补了“百万千瓦级中压饱和汽轮机组抽汽技术”的国内空白。工程团队还研发出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,在核电热电联产关键设备上实现了国内首创。
  2021年11月,“暖核一号”二期202.5MW工程正式投运,海阳城区从此告别了化石燃料供暖,成为全国首个“零碳”供暖城市。