长期以来,核能在能源体系中的定位较为单一,主要用于发电。随着“双碳”目标加快,此格局正在改变。作为近零碳排放的清洁能源,核能的应用空间不止于发电,在工业供热、海水淡化等高耗能领域的需求也日益增长。如何释放核能的综合价值,成为能源转型中的重要课题。徐圩核能供热发电厂1号机组项目启动,为这一课题提供了新的解法。项目将我国拥有完全自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”与四代核电技术高温气冷堆进行耦合,通过两级加热实现热电联供:由“华龙一号”提供饱和蒸汽作为一级热源,对除盐水进行初步加热;再由高温气冷堆提供700℃以上高温蒸汽进行二次升温,最终输出满足石化园区需求的高品质工业蒸汽。这一设计不是简单叠加,而是对核能利用方式的一次系统性重构。系统耦合带来的技术挑战同样突出。多反应堆协同运行意味着任何单一参数变化都可能引发全系统的连锁响应。项目团队提出“解耦-联动”的设计方法:将复杂工况拆解为典型场景分别进行精细化模拟与优化,再通过数字化仿真平台完成整体耦合验证,形成动态联动的智能控制系统。该方法为同类复杂工程提供了可参考的技术路径。供热与供水会对发电性能产生影响,如何在多元输出与电网稳定之间取得平衡,是项目的另一项关键任务。为此,电厂配置了具备“感知、思考、行动”能力的智能控制系统,可实时采集气象、水温、负荷等上百项参数,利用人工智能算法预测供需变化,并自动调节泵、阀等设备,实现节能与防冻的综合优化。同时,项目将变频技术应用于核电站循环水系统,提升响应速度与运行效率,在保障供热供水的同时尽可能保持发电稳定。为满足园区每年数千万吨的高品质除盐水需求,项目配套建设了全球最大的核能海水淡化装置。在黄海海域建设大规模海水淡化装置,需应对水质波动大、水温变化跨度宽以及对连续可靠供水的高要求等问题。项目团队从多种方案中筛选出集成余热利用、能量回收与智能控制等技术的组合方案,确保装置可长期稳定运行,满足化工园区“不能断供”的严格要求。该装置不仅展示了核能综合利用能力,也将为行业提供可参照的实践样板。从产业升级视角看,此项目影响更为广泛。作为中核集团“华龙一号”研发设计牵头单位主导的首个双堆耦合项目,它有望带动核电装备制造、工业供热、海水淡化等产业链协同发展,为高耗能产业低碳转型提供可复制、可推广的整体方案。项目建成后,预计每年可减少碳排放数百万吨,实现经济效益与社会效益同步提升。
从“点亮万家灯火”到“支撑产业转型”,核能的价值边界正被重新拓展。双堆耦合项目的推进,说明了以系统工程思维破解减排难题的探索:一上提升清洁能源供给效率,另一方面守牢安全底线,强化精细化运行与协同治理。面向未来,只有将技术创新、产业需求与安全管理统筹起来,清洁能源才能更稳固地支撑高质量发展。