核能綜合利用：核能向石化園區供應水熱電氫多元化產品的技術方案及未來展望.pdf

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1、核能綜合利用：核能向石化園區供應水熱電氫多元化產品的技術方案及未來展望匯報人：侯平利 工學博士 前沿技術專家 理事-中國核學會核能綜合利用分會中廣核工程有限公司設計院2023年3月31日2CONTENTS目 錄1 研究背景2核能綜合利用總方案3核能綜合利用子方案4未來工作計劃5結論和建議頭腦風暴3氫巴充電寶（核常兼備氫動巡回班車；工信部許可）備用電源-60kW儀控系統配套加氫站業務（核服下能源科技公司資質、環保）配套制氫站業務（環保公司、蓄冷電價、直供電）東部氫能走廊（陸豐、惠州、大亞灣、陽江、臺山，核電+海風基地，大灣區）輻射東南沿海-粵、桂、閔當 工程研發 遇到 產業發展4000輛燃油車（

2、清潔能源集團最大的碳排放源）可再生能源及核能耦合氫能（谷電消納、氫儲能、氫能經濟）大亞灣基地示范（業主興趣、課題資助、南網變電站儲能合作）頭腦風暴當 場景研發 客串 市場開發核能遠距離課題（長輸蒸汽管網技術成熟、）按圖索驥（西中島管委會、大連石化拜訪電廠高層）跨海輸汽（電廠拜訪欽州石化局、自貿區管委會）跨省輸汽（蒼南-福鼎寧德時代基地）灣區輸汽（大鵬-大亞灣石化）供熱經濟性（供汽替代供暖？）常年持續穩定需求研究背景第 1 部分5研究背景1中國將力爭于2030年前達到碳達峰、2060年前實現碳中和。各行業亟需零碳能源替代原有高碳能源。金山銀山不如綠水青山；多元產品供應，進一步擁抱民生，提高核能友

3、好度降低溫排水排放壓力富余核能消納，提高電站綜合盈利；小堆供熱供水國電投核能供熱已投運；中核也在積極布局6 為什么需要核能綜合利用1.1核能面臨的“?！迸c“機”機：核能融入綜合能源新系統7單一規劃、設計、運行、利用綜合規劃、設計、運行、利用核能綜合利用在兩個維度兩個維度展開：縱向看縱向看 傳統核能綜合利用模式仍有潛力可挖 應利用新興技術新興技術深入精細化推進橫向看橫向看 核能應與其他新能源橫向廣泛聯合廣泛聯合，大力推動以核能為中心的多能互補綜合能源利用系統的應用 輸出輔助服務產品，提升核能友好度友好度，并進一步提升核能系統在整個能源系統中的價值。一能多用核能多能融合為什么需要核能綜合利用研究背

4、景11.1能源梯級利用能源梯級利用是能源合理利用的一種方式，如圖所示。不管是一次能源還是余能資源，均按其品位逐級加以利用逐級加以利用。高、中溫蒸汽先用來發電（或用于生產工藝），低溫余熱用來向住宅供熱、海水淡化。所謂能量品位能量品位的高低，是用它可轉換為機械功的大小來度量。核能綜合利用的特點8 核能綜合利用發展趨勢研究背景11.2綜合能源時代下的核能綜合利用并不排斥傳統的核能綜合利用方式，相反，它包容了縱向維度深入推動核能梯級利用深入推動核能梯級利用，橫向維度核能系統廣泛聯合廣泛聯合多種能源子系統。兩個維度互相促進，相互耦合互相促進，相互耦合。這樣既能高效利用核能，又能使核能提高靈活性。綜合能源

5、時代的核能綜合利用9 核能綜合利用發展趨勢研究背景11.2核能綜合利用三個發展階段10 核能綜合利用發展趨勢研究背景11.2研究背景1 國家政策及集團要求 1.3國家戰略國家戰略 國家能源技術革命創新行動計劃（20162030年）提出開展核能制氫等核能領域科技研發，使核能為建設“美麗中國”貢獻更多力量。政策引導政策引導 2017年12月，發改委、能源局等十部委聯合印發的北方地區冬季清潔取暖規劃（2017-2021 年），要求“研究探索核能供熱，推動現役核電機組向周邊供熱”。產業指導產業指導 2019年10月30日，國家發改委第29號令頒布的產業結構調整指導目錄將核能綜合利用（供暖、供汽、海水淡

6、化等）列入鼓勵類。藍天保衛戰藍天保衛戰 2018年7月，國務院印發打贏藍天保衛戰三年行動計劃，要求“有效推進北方地區清潔取暖”，從實際出發采取燃煤采暖替代措施；“安全高效發展核電”。地方政策地方政策山東省核能中長期發展規劃（20202035年）山東省氫能產業中長期發展規劃（20202030年）山東省關于加快發展海水淡化與綜合利用產業的意見對核能綜合利用做出了具體的規劃安排。要求新建核電機組從設計階段將熱電聯供納入建設方案，并與主體工程同步建設。遼寧省“十四五”規劃：安全有序發展核電 推廣核能綜合利用浙江省能源“十四五”規劃征求稿提出圍繞核電基地探索建設零碳未來城（園），鼓勵開展核能供熱等綜合利

7、用。11各能源業務板塊現狀研究背景1 集團發展現狀1.412研究背景1 發展前景1.5由單一供能走向綜合供能具備天然優勢發展以核能為中心的綜合能源系統13研究背景1 核能綜合利用工作思路1.6兼顧多目標：低碳、藍天保衛戰、大規模消納、溫排水問題形成多元化產品組合考慮經濟性推動由核電到核能的戰略轉變1 1核核4 4軸多能互補軸多能互補1415核能綜合利用概況1 國內外進展 1.7區域區域核能供熱項目情況核能供熱項目情況國外核能供暖：上世紀70年代起，瑞士7.5%、斯洛伐克5%的供暖來自核電站，匈牙利、保加利亞、羅馬尼亞、俄羅斯、烏克蘭和捷克也使用核能供暖。工業蒸汽：加拿大Bruce A核電站,瑞

8、士Gusgen、印度RAPS、德國Stade等也曾提供工業蒸汽。國內中核秦山核電廠秦山核電廠：南方首個核能供暖項目田灣核電廠田灣核電廠：對其3、4號機進行改造向外供汽，用戶為30km外化工園區的3家企業，使用低壓蒸汽，用汽參數壓力最高1.0MPa.a，溫度150180，最大用汽量600t/h。2022年5月27日，第一罐混凝土在田灣核電蒸汽供能項目能源站正式澆筑。福清核電廠福清核電廠：供汽項目可研報告、初步設計已完成。供熱管道總長60km，向石化產業園提供工業蒸汽。平均熱負荷700t/h。國電投2019年11月15日，國家電投山東核電建成“國家能源核能供熱商用示范工程”。2020年12月12日

9、，國家電投山東核電建成世界首個水熱同傳實踐工程。2021年5月，由國家電投山東核電與清華大學聯合建設的“水熱同產同送”科技示范工程在山東海陽投運，將海水直接變成95的高溫高品質淡水；國家能源核能供熱商用示范工程二期450萬供熱項目正在建設，在2021年11月投入運行。序號序號項目項目進展進展1紅沿河項目紅沿河項目 近距離：東北地區首個核能供暖項目投運 遠距離：通過科研方式支持了市場開發，西中島石化園區表達了大規模工業供汽需求，管委會與中石油大連石化領導多次拜訪電廠業主2防城港項目防城港項目 市內：啟動了核能供汽項目可行性研究及尖峰計劃課題研究，對其在役機組進行改造向外供汽，用戶為25km之外的

10、中鋁公司，使用低壓蒸汽，最大用汽量400t/h?？缡校涸O計院配合電廠調研了隔壁的欽州灣石化基地，欽州石化局及多家企業表達了核電直供電、核能供汽、海上風電需求。3招遠項目招遠項目 承接了集團核能綜合利用設計論證DOAM任務，將核能綜合利用納入了十四五商業計劃 項目附近的裕龍石化4000萬噸煉化一體化項目是極好的用汽場景4陸豐項目陸豐項目 設計院配合業主對大南海、甲東石化基地開展了蒸汽、淡化市場調研 電廠及所在地對海水淡化需求較大 擬依托尖峰計劃開展沿海氫能高速通道示范項目，為未來陸豐核電、海上風電制氫及消納波動電力探索5惠州項目惠州項目 惠州市政府關心生態核電發展，業主有興趣開展核能蒸汽供冷；惠

11、州石化園區用汽潛力較大6蒼南項目蒼南項目 將核能綜合利用納入了十四五商業計劃，委托設計院開展了核能+零碳未來島核能綜合利用專項可研 對寧德時代福鼎電池基地開展了蒸汽需求調研7其他項目其他項目 臺山項目，儲能、制氫；寧德核電，附近有工業蒸汽需求；玉屏，積極開展供汽技術研究研究背景1 集團各基地核能綜合利用工作狀態及潛力1.716 國內核電廠正在推進的核能供熱項目研究背景1 國內各基地核能綜合利用工作狀態1.8江蘇核電負責廠區熱源工程建設。徐圩新區江蘇方洋集團負責外網輸汽管線設計和建設。徐圩新區洋井石化集團負責熱負荷用戶落實和園區內管網建設。核電設計分界：核電站廠區圍墻外一米處。核電售汽模式：與管

12、網建設單位簽訂了供汽協議。國內核電廠正在推進的核能供熱項目研究背景1 國內各基地核能綜合利用工作狀態1.8p 應用大型商用核能遠距離區域熱能供技術，實現分布式區域熱電聯產熱能用戶覆蓋。利用熱交換加熱產生三回路熱能遠距離輸送技術要求。p 通過核能熱能大規模工業&民用應用創新，減少核電周邊燃煤用量，實現工業園區核能清潔供能，利用核能應用高“能源倍增系數”優勢促進企地共贏，為新型城鎮化建設提供一體化能源解決示范方案。推廣遠景，以一城一核電模式解決北方地區冬季供熱霧霾問題。探索建設核能大數據中心建立核能供熱規劃促進產業集聚培育和延伸核電關聯產業鏈 探索規劃建設秦山核電大數據關聯產業集聚中心。使用核電蒸

13、汽驅動溴化鋰冷卻的方案，數據中心 PUE將實現1.3的優質指標。打造世界級核電數據中心谷，成為核電熱能應用的突破口。依托示范項目，以浙江省新能源示范省建設為抓手，修編秦山核電核能供熱產業規劃。一期以輸送最高效的20公里半徑為試點，建立核能綜合利用專項規劃區。示范項目建成，逐步拓展供能范圍。充分利用核能應用高“能源倍增系數”優勢，促進大數據中心、高端造紙、化工、食品、現代農業等零碳用能等產業聚集。通過本項目的核能分布式應用技術開發，將在系統技術上，相關設備研究制造上，產生很多的新產品、新技術，為核電關聯產業發展帶來強勁動力。試點核電+開發收益激勵等機制。促進新廠址開發。秦山核電核能綜合利用發展思

14、路6山東核電核能綜合利用實施及規劃研究背景1 國內各基地核能綜合利用工作狀態1.8核能綜合利用總方案第 2 部分20供熱供熱技術技術技術特征技術特征優勢優勢不足不足總體評價總體評價超遠距離輸超遠距離輸送蒸汽送蒸汽采用特種保溫、絕熱管托等綜合措施，實現了低能耗輸送蒸汽低能耗輸送蒸汽技術大大突破常規蒸汽輸送距離，可達3560km。系統簡單，敷設成本低核電蒸汽溫度低，35公里以上距離存在到戶溫度不足問題本技術面向的工業蒸汽用戶負荷可全年持續消納核能全年持續消納核能。成本相對較低。長距離大溫長距離大溫差供熱差供熱采用大大溫差溫差技術，增加供回水溫差，同樣供熱量下，降低泵送流量，使遠距離供熱更經濟可行技

15、 術 上 供 熱 距 離 可 達40100km造價達1億元/km,60km以上供熱成本超過40元/GJ,按目前熱價盈利難本技術用于民用取暖，存在負負荷季節性變化荷季節性變化，夏季無法消納核能汽水接力供汽水接力供熱熱先供汽，再供熱，增加供熱距離，同時兼顧多種用戶需求利用低成本的長輸蒸汽技術，可供應蒸汽同時利用熱水管網供暖需考慮汽、熱負荷的季節性不同步問題適宜供熱距離2080km的工業蒸汽、城市集中供熱等多樣化綜合供能需求水熱同送水熱同送共享管道輸送淡化水和熱，在用戶側末端實現水熱分離和消納輸水無需新建管道，且熱網無回水管，節省投資技術較新，還有待發展。需建設大規模淡化廠適合有大規模供暖、淡水需求

16、的區域集中供熱技術對比 核能綜合利用總方案2非電產品技術經濟性初步調研評價2.121長輸技術是利用吸收式換熱機組將供暖回水溫度由常規的60-70降低到20-30，輸送相同熱量所需的循環水量下降45-50%，循環水量大幅度減少使得長距離輸送具備了經濟可行性。主要技術措施：設置中繼泵站，為熱網循環水提供壓頭，克服運輸過程的管路壓損；開展管網水力計算，避免局部超壓和汽化；通過優化中繼泵啟停時間、設置防水錘旁通閥和水擊泄放閥等手段可以有效降低管網水錘的風險；采用聚氨酯保溫聚乙烯外護預制實現直埋管道的保溫。長輸熱水供暖方案 核能綜合利用總方案2非電產品技術經濟性初步調研評價2.122國內已有超遠距離輸送

17、蒸汽、同時降低管網運行管損的超遠距離輸送蒸汽超遠距離輸送蒸汽技技術術，并有實際運行業績。該技術可將蒸汽管網輸送距離提升至60公里，大大突破了設計規范限定的范圍。其現行技術20152019年期間實際工程案例檢測結果檢測結果表明：p 供熱半徑達到3560kmp 壓降每公里約為0.010.025MPap 溫降每公里25以內右圖為輸送距離20公里蒸汽管道在雪中的場景，管道介質壓力1.0Mpa，溫度300度。該圖表明，蒸汽管道保溫隔熱效果非常好，外表面積雪、積冰情況明顯。超遠距離輸汽管道保溫效果展示蒸汽輸送技術 核能綜合利用總方案2非電產品技術經濟性初步調研評價2.123蒸汽等級消耗熱量kJ/tonkJ

18、/kg鍋爐效率標準煤耗kg/ton標煤價格元/kg蒸汽燃料成本低位 元/ton蒸汽燃料成本高位 元/ton4MPa 460326138029307.60.9123.65 0.8198.92 123.65 1.6MPa 201270874029307.60.9102.69 0.8182.16 102.69 各種方式蒸汽生產成本比較，核能蒸汽優勢顯著，為核能供汽及開發純供熱大堆奠定基礎：行業公開資料顯示，核能蒸汽出廠成本約120元/噸；燃煤熱電聯產蒸汽成本100-124元/噸；天然氣鍋爐蒸汽成本262元/噸。燃煤熱電聯產蒸汽成本估算燃煤熱電聯產蒸汽成本估算蒸汽成本調研 核能綜合利用總方案2非電產品

19、技術經濟性初步調研評價2.124蒸汽成本調研參考行業公開資料 核能綜合利用總方案2非電產品技術經濟性初步調研評價2.1 核能綜合利用總方案2非電產品技術經濟性初步調研評價2.1核能在供應工業蒸汽、蒸汽采暖、海水綜合利用等方面技術可行性和經濟性均較好26碳中和背景下與石化行業的對接行業需求調研 核能綜合利用總方案22.2石化行業作為工業部門中高能耗、重排放的行業之一，其生產過程涉及大量的化石燃料燃燒和非燃燒工藝反應，是溫室氣體排放的重要源頭。在碳達峰、碳中和碳達峰、碳中和背景下，在各個生產過程中滲透以碳的零排放措施也成為石化企業的不二選擇，積極擁抱可再生能源、核能，也是大勢所趨。石化園區聚集化、

20、一體化、協同化發展的趨勢正在形成，也為大規模消納核能提供了前提條件。核電廠向石化企業提供蒸汽、直供電，以減少燃煤鍋爐的使用；核能-氯堿工業聯合，以減少石化企業煤制氫過程排放（國內煉化企業需外購大量氫氣），還可就近消納氯氣；石化園區解決發展氯堿工業用地難題；未來可考慮小型堆與石化園區就近建設?！澳壳岸鄠€石化基地存在碳排放配額不足、無法新上燃煤自備電廠的問題”中石化廣州工程公司 技術部總經理 2021.3.27石化園名稱石化園名稱距核電廠距離距核電廠距離現狀現狀規劃規劃廣西欽州石化產業園距防城港核電10km，需跨欽州灣目前產值500億左右。中石油煉化一體化轉型升級等項目正在公示，總投資500億，有

21、蒸汽需求。2020-2035總體發展和產業發展規劃，計劃通過近中遠三期工程，力爭到2035年煉油加工能力達到4000萬噸/年，乙烯、芳烴各500萬噸/年，產值規模超萬億的世界級高端石化產業航母。揭陽大南海國際石化綜合工業園距陸豐核電54km目前已簽約投資額近千億戰略目標：世界級煉油基地、國家級新型石化產業示范區汕尾東海岸石化基地距陸豐核電30km作為大南海石化的拓展區列入陸豐十四五發展規劃裕龍石化距招遠核電14km一期已啟動建設，為4000萬噸/年煉化一體化項目，總產值超萬億二期因碳配額不足及資金問題，無法立項西中島石化工業園距紅沿河核電58km已簽約中石油大連石化，受碳配額影響，蒸汽供應未解

22、決規劃4000噸/小時以上蒸汽規模行業需求調研 核能綜合利用總方案22.2實施設想總體方案設想 核能綜合利用總方案22.329供熱供熱方案衍生海水化工類型 子方案1：1000噸/h級工業蒸汽供應 子方案2：3100噸/h級工業蒸汽供應 子方案3：小堆 子方案4：百噸級蒸汽供暖 子方案5：水熱同傳 子方案6：汽暖聯合 子方案7：海水淡化 子方案8：水氫鹽堿多聯產 子方案9：沿海氫能高速通道重點子方案研究規劃 核能綜合利用總方案22.430核能綜合利用子方案第 3 部分子方案11000噸/h級工業蒸汽供應目標：常年大規模消納核能311000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.132總體方

23、案：核能對外供汽采用轉換蒸汽的方式，廠內部分需新增熱力站、海水淡化設置、除鹽水站，廠外部分設置長輸蒸汽管網、再熱站，由于距離遠，不設回水管線，由用戶自行回收凝水。供汽穩定性：為滿足機組大修期間供汽連續問題，中壓、低壓供汽分別采取一用一備；在用戶側，電廠的蒸汽匯入園區蒸汽管網，利用園區現有的電廠作為備用。凝水回收熱網補水（海淡+除鹽）制備再熱站廠內改造技術方案國方案、風險與收益21000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.1 以低壓供汽為例，采取如圖所示的技術方案：二回路主蒸汽為熱源通過蒸汽轉換器生產三回路飽和蒸汽，再通過蒸汽再熱器用主蒸汽將其加熱到過熱蒸汽外供，類似CPR機組成熟的S

24、TR系統。機組每噸主蒸汽抽汽影響發電出力約0.239MW，主蒸汽消耗量與外供汽量比值約為1.28。廠內改造主要增加蒸汽轉換器（250%）、蒸汽再熱器（250%）、補水除氧器3種常規設備，以及海淡和除鹽水設施。33方案、風險與收益2廠內改造技術方案國1000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.134紅沿河核電廠對西中島石化園遠距離供汽，經濟因素非常重要，課題組認為項目的潛在效益也十分關鍵園區規劃限制：西中島石化園在現有的燃煤機組規劃、碳排放總量限制下，后期很有可能被迫上馬燃氣機組，用汽價格更貴，本項目經濟性優勢凸顯。碳減排收益：核電每外供一噸蒸汽，可減少0.26噸二氧化碳排放，近期碳交

25、易價格約為60元/噸。隨著雙碳行動進展，未來石化企業有可能納入碳交易市場，一期工程每小時減排二氧化碳260噸，有著不錯的收益，而且會越來越大。水汽同賣：我們的除鹽水隨著蒸汽一起賣給了用戶，可以考慮再收一筆水費。不考慮經濟性，項目既是大型供汽項目，也是大型海淡項目，宣傳亮點多。社會影響：國內最大的核電基地（之一）與國內最大的石化基地（之一）的合作，東北兩個最大的能源工程之間的優勢互補，國內最長的供汽距離（63公里），開行業先河。1000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.1防城港項目調研35背景介紹1.欽州港石化基地是西南地區重點石化產業基地，與防城港市相鄰，公路距離防城港核電廠20公

26、里，處于供汽經濟距離范圍內。石化基地所需的中壓和低壓蒸汽參數在核電供汽的參數范圍內，技術上沒有障礙。2.欽州港石化基地目前吸引了中石油、華誼集團等特大型企業的入駐，上下游產業鏈條長、產品種類豐富，有大量的蒸汽需求。目前，基地蒸汽2024年的短期需求缺口為1485.5噸/小時（低壓蒸汽），長期更大。然而，配套的火力發電廠受到“3060”政策的影響上馬困難，天然氣鍋爐產汽成本過高。石化基地對低碳能源供應具有很強的需求，欽州市石化產業發展局黨組書記、局長楊永沖非常希望中廣核防城港核電廠能向石化基地供應蒸汽。3.連接防城港與欽州市的龍門港大橋正在基礎施工，未來可作為蒸汽管道跨海的支撐。防城港核電廠與欽

27、州港石化基地蒸汽管道路徑距離短、征地方便。4.在“3060”雙碳背景下，核電參與石化基地蒸汽供應對基地持續發展具有重要意義，將為欽州市碳配額配置打開新的空間。石化產業發展局沖表示將積極推動核能供汽納入欽州市能源發展規劃。1000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.1項目優勢1.欽州港石化基地是核能綜合利用非常好的對象：距離防城港核電廠20公里，國內難得的離電廠近距離的大用戶；參數合適，石化所需的中壓和低壓蒸汽正好在核電對外供汽的參數范圍內；短期需求量1485.5噸/小時，遠超過正在開展的紅沿河供暖、防城港對中鋁的供汽項目，相當于0.5臺機組的全部熱值；時間匹配，石化基地2024年需要

28、蒸汽供應，現在啟動，工程上趕得及；石化基地正在建設，已有多個大型企業進駐，可持續運營數十年，合作穩定且周期長。2.核電廠對外供汽，技術上不存在障礙，國內已有案例，設計院已開展過技術研究和可行性論證；經濟效益好過發電，投資收益率在10%以上；社會效益明顯，符合國家政策，滿足地方需要；對業主、對集團是非常有利的。欽州灣西側，盡量利用現有的核電周邊鄉村公路，敷設外供管網，欽州灣東側，利用現有的園區道路。管網從核電廠出來后，沿著海岸及鄉村公路向東北側敷設大約3km，至鹽田港附近，再轉向海底隧道，沿著海底敷設大約4km，從龍門港南側登陸，進入石化園區，沿南港大道，抵達濱海公路，總共大約10.4km跨海方

29、案盾構機挖掘隧道段3.3km航道用汽密集區核電廠盾構機開隧方案，施工技術成熟，適合距離較遠、起點終點有陸地的海底隧道。集團內案例：臺山、陸豐均有海底隧道，招遠核電擬建成本為每km 6千萬1.4億元，取決于地質、土方量等1000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.11000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.1港區及航道規劃設計圖大隧道方案（容納五根管道）長輸蒸汽供應、淡化水供應、氫氣供應處于長輸蒸汽管網技術經濟適用能力范圍之內甲東石化園區陸豐項目1000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.139招遠項目1000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.140蒸

30、汽流量 ton/hC ton/aCO2 ton/aSO2 ton/aNOX ton/a煙塵 ton/a1500 972615.8358794524127.722811.6 15597.7 工業供汽-環保效益分析1000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.1蒸汽等級消耗熱量kJ/ton標準煤低位發熱量kJ/kg鍋爐效率標準煤耗kg/ton標準煤碳排放值 tC/tce標準煤CO2排放值 tCO2/tceSO2 t/tceNOX t/tce煙塵 t/tce4MPa 460326138029307.60.9123.65 0.692.540.01650.01560.00961.6MPa 201

31、270874029307.60.9102.69 0.692.540.01650.01560.0096工業供汽年度環保效益計算過程供汽量供汽量1500t/h下的下的CO2減排量，占減排量，占2017年年遼寧省遼寧省CO2排放總量排放總量7.289億噸的億噸的0.49%。41受影響的主要功能系統包括：受影響的主要功能系統包括：功能功能/系統系統原有設計原有設計主要影響主要影響反應堆功率控制G模式下，蒸汽發生器熱負荷輸出滿足發電功率負荷要求。在旁路系統投入時，根據汽輪機功率和汽輪機沖動室壓力整定功率作為最終功率整定值進行控制。在汽輪機投自動模式時采用電功率作為汽輪機負荷參考值進行控制。蒸汽發生器熱負

32、荷輸出要滿足發電負荷和供汽負荷的需求。在抽汽投入的工況下，電功率、汽輪機閥門開度還需考慮供汽負荷，程序定值和表征信號需要根據不同工況下的抽汽運行方式進行調整。平均溫度控制堆芯平均溫度與功率成線性穩態運行方案。采用二回路功率整定的平均溫度給定值。由于增加抽汽，相應的程序定值需要適應性調整?？刂葡到y聯鎖C3/C4/C21/C22堆降負荷啟動汽輪機快速降負荷。適應性調整汽輪機和抽汽系統的快速降負荷方案。研究汽輪機和抽汽系統的快速降負荷方案，降負荷速度和方式不超出核島控制要求。反應堆保護系統停堆停機信號。停堆時增加關閉抽汽系統，同時啟動備用機組的抽汽。汽輪機旁路控制汽輪機負荷銳減時（甩負荷、脫扣）瞬時

33、出現一二回路功率不一致時，投入旁路控制系統按程序排放。增加抽汽后，需要根據抽汽和汽輪機負荷銳減的多種情況，適應性研究和調整旁路控制系統的排放程序。需要考慮抽汽正常時，汽輪要甩負荷時程序不做修改可能造成二回路蒸汽流量過大，超過設計工況。蒸發器水位控制根據二回路負荷整定的水位整定值與實側水位偏差，加上給水流量和蒸汽流量差值信號前饋調整給水閥開度進行水位控制。二回路負荷表征變化，需要適應性調整。汽輪機及常規島輔助系統控制汽輪機調節、凝結器、疏水系統控制等。根據反應堆、抽汽系統和汽輪機系統匹配和經濟性考慮根據變化進行適應性調整。對外供汽對核電廠影響分析1000噸/h級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案3

34、3.1增加抽汽，需對原有控制方式進行適應性調整。未發現顛覆性問題。核能綜合利用子方案第 3 部分子方案23100t/h級工業蒸汽供應目標：溫排水抑制43額定工況下，單臺機組廢熱排放為1782MW根據計算機仿真模擬，供汽1500t/h時，可減少溫排放840MW在總供汽在總供汽3100t/h左右時，可減少一臺機組的全左右時，可減少一臺機組的全部溫排放部溫排放根據初步計算，減少一臺機組的溫排放，即可解決部分核電廠的溫排水問題3100噸級工業蒸汽供應 核能綜合利用子方案33.244核能綜合利用子方案第 3 部分子方案3小型堆45小型堆 核能綜合利用子方案33.3ACPR50S海上小型堆是中廣核集團自主

35、研發的模塊化、多用途海上浮式核動力平臺。特點1）多用途：ACPR50S海上小型堆具有供電、工業供汽、海水淡化、熱電聯產等多種用途；2）綠色低碳：ACPR50S海上小型堆發電過程溫室氣體近零排放，與標煤相比，每年可減排45.34萬噸CO2，產生的環保效應相當于種植了0.12萬公頃森林；3）應用范圍：以ACPR50S靠岸應用（?？吭诤＿?，為近岸用戶服務）為主，陸上條件允許時，還可考慮上岸應用。4）目標客戶：主要包括濱海工業園區、近岸島礁等領域的綜合能源供給。46反應堆主回路壓力：8.0MPa出口水溫：278C流量：3195t/h。中間回路壓力：8.8MPa出口水溫：243C流量：3120t/h。用

36、戶管網回路壓力：1.6MPa蒸汽溫度：230C流量：260t/h。低壓蒸汽0.6MPa中壓蒸汽1.01.6MPa電力供應50MW發電裝置匹配性：需考慮二次加熱加壓以滿足高熱參數工業用戶需求NHR200-型小堆蒸汽發生器出口蒸汽為1.6MPa、230的過熱蒸汽，僅能夠滿足工業區內熱參數較低的工業用戶，需考慮采用二次加熱加壓以滿足園區內高熱參數工業用戶需求或考慮引入匹配性更高的高溫氣冷堆。小型堆 核能綜合利用子方案33.3核能綜合利用子方案第 3 部分子方案4百噸級蒸汽供暖目標：清潔供暖、季節性消納核能48核能綜合利用子方案3百噸級供暖方案3.4技術概述技術要點：首站隔離，遠距離輸汽，汽水接力49

37、核能綜合利用子方案第 3 部分子方案5水熱同傳50水熱同傳技術概念：在電廠內將生產的海水淡化水作為熱網水送入熱網，在用戶端淡水放熱后，經水處理向周邊供應淡水?？晒澥∫桓厮芫€。應用分析：1.火電領域并無實際應用，海陽核能供熱二期擬采用該技術；2.可以與核能蒸汽供暖技術結合使用；3.水熱同產技術對于沿海缺水地區小堆選址極有幫助，解決小堆供暖供汽沒有淡水水源的問題。水熱協同生產 核能綜合利用子方案33.551核能綜合利用子方案第 3 部分子方案6汽暖聯供52供汽子方案衍生：汽熱同送汽熱聯供 核能綜合利用子方案33.6總體來說，就是先供汽，再供熱先供汽，再供熱，通過供汽供汽+供熱供熱的方式增加供熱

38、距離供熱距離，同時兼顧多種用戶需求多種用戶需求。其主要優勢主要優勢體現在以下幾個方面:（1）輸送靠自身壓力，不用循環泵，無運行成本無運行成本;（2）由于蒸汽密度只有水密度的1/300，回水管相對較小，也可不設回水管，將凝結水轉為就近供水;（3）使用和輸送過程中不用考慮靜壓，不用考慮地勢高差和距離長短，管道可輸送到40km 以上也不會有什么問題;（4）蒸汽熱網可以采用架空敷設，節約投資節約投資;（5）可以滿足多種熱用戶多種熱用戶的需要，實現工業用戶與城市居民用戶雙受益。53將工業供汽與民用供暖結合，可節省單獨建設蒸汽供暖管線造價。核能綜合利用子方案第 3 部分子方案7海水淡化54海水淡化 核能綜

39、合利用子方案33.7l紅沿河海水溫度在-1.024.5，冬季海水溫度比較低，不滿足膜法海水淡化進水要求l循環水溫排水溫升在8-10，利用循環水溫排水進行膜法海水淡化可行，紅沿河海水淡化項目實際已應用l若對外供汽3100t/h，則需要配套的淡化水規模在9.3萬噸/天，按10萬噸設計，需要的溫排水量約30萬噸/天l占地：海淡占地約400mx150m，海淡+除鹽總占地約400mx200ml利用核電廠的低壓蒸汽進行熱法海水淡化，為了提升制水比，熱法海水淡化的進水也利用循環水溫排水，可以消耗一部分溫排水和蒸汽，但同時也會排放一部分溫排水l若按10萬噸海淡計，需要壓力約0.035MPa、溫度約75的蒸汽4

40、20t/hl配置：4套2.5萬噸/天的MED，后續仍需除鹽處理l占地：海淡占地約350mx150m，海淡+除鹽總占地約350mx200m55紅沿河配套方案主要技術參數低溫多效熱法反滲透膜法操作溫度70常溫(1045)主要能源蒸汽、機械能（熱能、電能）機械能（電能）蒸汽消耗t/m30.1-0.150電能消耗kWh/m31.22.035產品水質（ppm TDS）10500對海水水溫敏感度不敏感敏感優 點-對海水預處理要求低-出水品質好-投資低-能耗低具體采用哪種海水淡化技術，需要結合具體項目的地理位置、規模大小、海水水質、氣候條件以及技術與安全性等實際條件而定。根據紅沿河項目廠址條件分析，紅沿河采

41、用膜法、熱法從技術角度分析均可行p 海淡部分技術對比：海水淡化 核能綜合利用子方案33.756紅沿河配套方案序號項目低溫多效熱法低溫多效熱法膜法海淡電價(0.385)電價（0.25）電價(0.385)電價（0.25）一建設投資（萬元）1100001100007500075000二運維成本（每年，萬元）3447523562809068681蒸汽費315982135000以抽汽導致的核電廠發電量下降來計2電費20501385377725553藥劑費327327131313134膜或濾芯更換費用00250025005職工工資及福利費500500500500三單位制水成本（元/噸水）13.19.354

42、.33.88折舊費未考慮貸款利息等序號項目低溫多效低溫多效+除鹽除鹽膜法海淡+除鹽電價(0.385)電價（0.25）電價(0.385)電價（0.25）一建設投資（萬元）135000135000110000110000二運維成本（每年，萬元）366642512793737818考慮蒸汽價格三單位制水成本（元/噸水）17.612.76.45.7折舊費未考慮貸款利息等p 海淡部分經濟分析：p 除鹽水制水成本：海水淡化 核能綜合利用子方案33.757紅沿河配套方案核能綜合利用子方案第 3 部分子方案8水氫鹽堿多聯產58水氫鹽堿多聯產 核能綜合利用子方案33.859大連石化、上海大連石化、上海卓然（擬投

43、資欽卓然（擬投資欽州灣石化）對該州灣石化）對該技術表示出濃厚技術表示出濃厚的興趣的興趣核能綜合利用子方案第 3 部分子方案9沿海氫能高速通道60沿海氫能高速通道 核能綜合利用子方案33.961氫能走廊沿海氫能高速通道 核能綜合利用子方案33.962核電制氫制氫制氫儲氫儲氫輸氫輸氫用氫用氫 海上風電、核電制氫海上風電、核電制氫集團內潛在承擔單位：集團內潛在承擔單位：新能源控股、環保公司氫能籌新能源控股、環保公司氫能籌高壓儲氫高壓儲氫有機儲氫有機儲氫長長管拖車管拖車甲苯氫輸運甲苯氫輸運天然天然氣管道摻氫氣管道摻氫 -管網分離管網分離氫燃料電池電動車氫燃料電池電動車 -基地公交、通勤車基地公交、通勤

44、車 -社會車輛社會車輛 -核電廠用氫核電廠用氫 -風電調峰調頻氫電風電調峰調頻氫電集團內意向承擔單位：設計院申報的尖峰計劃；集團內意向承擔單位：設計院申報的尖峰計劃；環通公司，正在籌備氫能巴士指標申請環通公司，正在籌備氫能巴士指標申請沿海氫能高速通道 核能綜合利用子方案33.963未來工作計劃第 4 部分64未來工作計劃465結論和建議第 5 部分66 核能綜合利用符合國家政策方向和核能發展趨勢，具有廣闊的應用前景廣闊的應用前景；核能綜合利用可以以清潔低價電力減輕地方政府能耗指標壓力、推動優質項目落地、改善民生，提升核電形象，解決核電發展中遇到的諸多問題，可有效擴展核能的生存空間；做好核能綜合

45、利用規劃有助于核電項目規劃與審批、降低競價上網壓力及頻繁降功率壓力，可促進核電的可持續發展。核能綜合利用是高度交叉的學科，在工程應用的同時，仍需要持續開展成套技成套技術研究、優化術研究、優化研究研究，進一步提升技術成熟度和經濟性。也需要持續跟蹤相關前前沿技術沿技術，進一步做好技術儲備，拓展核能綜合利用空間。結論結論67 本報告涉及的核能綜合利用領域的供暖、供汽、海淡、制氫、儲能等核心技術技術均較為成熟均較為成熟，工業供汽與石化行業結合工業供汽與石化行業結合有較好的經濟性，海水淡化、水熱同傳、汽暖聯供也可配套實施，核能綜合利用具備大規模大規模工程化工程化的條件。共同探索智能與自主控制、創新商業模

46、式等，引領技術進步和長遠發展。建議建議 核能綜合利用需要強化組織領導，例如設立核能綜合利用專項決策小組、專家咨詢團隊、專人專崗專項決策小組、專家咨詢團隊、專人專崗，統籌協調核能綜合利用交叉學科基礎研究、方案研發、技術設計、項目決策、產業研究、商業模式、與地方政府及石化等工業領域的合作等，推動核能綜合利用業務發展。提出更具體的水、熱、電、氫等需求，與中廣核在內的核能企業溝通合作，開展堆型研發或完善堆型設計、運行方式，特別是周邊已有核電廠或適宜建設小堆的石化園區。呼吁國家頂層設計出臺措施，建立跨行業溝通機制，引導石化園區關注核能（特別是小堆）和尋找核能企業進行合作：實現雙碳目標，減少碳排放，協同發展。謝謝