原標題：核能供暖的“小城故事”如何寫就

來源：科技日報

◎本報記者 張蓋倫

【創(chuàng)新故事】

膠東半島一座人口60萬的小城——海陽，已經(jīng)成為全國第一座主城區(qū)實現(xiàn)核能供暖全覆蓋的城市。2021年至2022年的供暖季，海陽市共節(jié)約原煤18萬噸。

近日，海陽核電900兆瓦遠距離跨區(qū)域核能供熱工程正式開工，預(yù)計于2023年投運。屆時，供熱面積可達煙臺、青島、威海地區(qū)，能滿足100萬人口的取暖需求。

“不能抱著試一試的心態(tài)，必須要做成”

核能供熱并不是新概念。上世紀80年代，我國開始了核能供熱反應(yīng)堆研發(fā)，經(jīng)過多年探索，雖取得了一些成果，但要讓核能產(chǎn)生的熱量“飛入尋常百姓家”，還有相當?shù)木嚯x。

山東核電有限公司黨委書記、董事長吳放決定把這事做成。他在核電建設(shè)與管理領(lǐng)域工作多年，一直追求“多干點事，讓更多人能享受到核能發(fā)展的成果”。

2017年，吳放到山東核電任職。次年，海陽核電1號機組商運，他提出了核能供熱的構(gòu)想。

核反應(yīng)會釋放大量的熱，需海水作為冷卻水，水加熱后產(chǎn)生的蒸汽，可以推動渦輪發(fā)電機發(fā)電。核能供熱，就是從核電機組抽取一部分已經(jīng)完成發(fā)電任務(wù)的蒸汽作為熱源，經(jīng)過換熱器進行多級換熱，將熱量傳遞給終端用戶。

山東核電制定了“三步走”的戰(zhàn)略：一期園區(qū)級供暖，二期縣域級供暖，三期區(qū)域級供暖。這一套核能供暖技術(shù)，被命名為“暖核一號”。

吳放掛帥，在公司成立了項目推進小組。年輕的設(shè)計管理工程師張真，就在那時加入了團隊。

“一開始也覺得有些孤立無援。”張真說，這是一項開創(chuàng)性工作，沒有任何先例可循。當時，公司的業(yè)務(wù)重心在安全發(fā)電上。至于供熱，到底能不能行，大家心里都沒底。吳放就經(jīng)常跟團隊一起開會，鼓勵大家：“不要抱著試一試的心態(tài)，我們必須要把這事做成。”

技術(shù)路線、安全評審、地方溝通、商業(yè)模式、公眾宣傳……團隊認真梳理了需要完成的任務(wù)，發(fā)現(xiàn)“到處都是困難”，需要逐項推進、各個擊破。

首先，得讓人接受。項目在初期技術(shù)路線選擇階段，就采取了多重回路隔離設(shè)計。針對一些市民“談核色變”的心態(tài)，團隊做科普時常用“自熱火鍋”打比方——發(fā)熱材料僅僅用來加熱，不和食物直接接觸。

再就是商業(yè)模式。在成熟的供暖體系中，新的熱源要受到歡迎，必須實現(xiàn)多方共贏?！芭艘惶枴遍_創(chuàng)了“核電廠+政府平臺+供熱企業(yè)”的聯(lián)合運行商業(yè)模式。

2019年，“暖核一號”一期31.5兆瓦工程投運，向周邊70萬平方米供熱，核電廠的員工宿舍區(qū)及施工生活區(qū)率先用上了核能供暖。

“踏踏實實干，把創(chuàng)新的篇章續(xù)寫下去”

接著，就是要攻關(guān)“暖核一號”二期202.5兆瓦工程。

和一期不同，要實現(xiàn)更大范圍供暖，需完成一系列實體改造——高壓缸排汽管道、閥門、換熱器、凝汽器……除此之外，還涉及控制方案的改變。

比如，要從高壓缸抽汽，就必然會影響汽輪機運行的狀態(tài)。抽汽后，高壓缸排汽壓力變低，進汽口和排汽口壓差變大，這將導(dǎo)致高壓缸葉片載荷的上升。高壓缸狀態(tài)變化，下一級低壓缸行狀態(tài)也會隨之變化。在低壓缸的最后幾級葉片中流動的蒸汽，本身會帶一些小水滴，隨著氣流的流動，會沖擊低壓缸的轉(zhuǎn)子，而抽汽之后，其對汽輪機末級葉片的水蝕程度會加劇。

安全第一。抽多少，怎么抽，每一個數(shù)值都馬虎不得。項目團隊和幾家相關(guān)設(shè)計院一起分析、討論。彼時恰逢新冠疫情，大家開啟了“線上”作戰(zhàn)模式。后來，兩家設(shè)計院各自給出了計算數(shù)值，項目團隊選擇了相對更為嚴苛的數(shù)字。

回頭看，“暖核一號”202.5兆瓦工程攻克了“核電機組常規(guī)島汽輪機中間級抽汽”的相關(guān)技術(shù)，填補了“百萬千瓦級中壓飽和汽輪機組抽汽技術(shù)”的國內(nèi)空白。他們還研發(fā)出適用于飽和蒸汽的大口徑抽汽止回閥、快關(guān)調(diào)節(jié)閥等新型閥門，在核電熱電聯(lián)產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備上實現(xiàn)了國內(nèi)首創(chuàng)。

技術(shù)方案定好，還需工程團隊將其落地實施。在已運行的核電站里搞改造，以前幾乎沒有這方面的經(jīng)驗。工程團隊要在重重限制下，尋求一個個“最優(yōu)解”。

施工管理工程師閆健坦言，好多事情從來沒干過。每一步，都必須慎之又慎?！皫缀趺刻焱砩隙家_協(xié)調(diào)會，討論技術(shù)和安全指標?！钡古庞媱?、掛圖作戰(zhàn)，工程團隊努力趕上每一個窗口期。

最棘手的是一次吊裝施工。海陽核電1號機組有3條500千伏的高壓架空線，供熱項目的廠區(qū)循環(huán)水管道鋼結(jié)構(gòu)桁架要從高壓線下方通過，全過程中高壓線不能停電。

光是吊裝方案的制定就花了兩三個月時間。首先是吊車的站位。受周邊物理空間以及吊裝桁架的高度、重量限制，兩臺吊車的站位基本是固定的，無法調(diào)整。正式吊裝之前，多個部門聯(lián)合進行沙盤模擬演練，評估相關(guān)風險。正式吊裝時，還專門安排一組人進行起吊空間和高壓線距離的實時監(jiān)測，保證時刻有10米以上的安全距離。

2021年11月，“暖核一號”二期202.5兆瓦工程投運了！海陽主城區(qū)從此告別了化石燃料供暖，與往年相比，居民的住宅取暖費每建筑平米下調(diào)了1元錢。

現(xiàn)在，全國乃至全球核領(lǐng)域的同行，都開始關(guān)注這座原本不起眼的小城。“暖核一號”團隊也感到了成為創(chuàng)新者的自豪與責任。更多的有生力量加入進來，他們表示，要“踏踏實實干，把創(chuàng)新的篇章續(xù)寫下去”。

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