核能供暖的“小城故事”如何寫就

文／張蓋倫

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

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

“不能抱著試一試的心態，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堆研發，經過多年探索，雖取得了一些成果，但要讓核能產生的熱量“飛入尋常百姓家”，還有相當的距離。

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

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想。

核反應會釋放大量的熱，需海水作為冷卻水，水加熱后產生的蒸汽，可以推動渦輪發電機發電。核能供熱，就是從核電機組抽取一部分已經完成發電任務的蒸汽作為熱源，經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”的戰略：一期園區級供暖，二期縣域級供暖，三期區域級供暖。這一套核能供暖技術，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，這是一項開創性工作，沒有任何先例可循。當時，公司的業務重心在安全發電上。至于供熱，到底能不能行，大家心里都沒底。吳放就經常跟團隊一起開會，鼓勵大家：“不要抱著試一試的心態，我們必須要把這事做成。”

技術路線、安全評審、地方溝通、商業模式、公眾宣傳……團隊認真梳理了需要完成的任務，發現“到處都是困難”，需要逐項推進、各個擊破。

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

再就是商業模式。在成熟的供暖體系中，新的熱源要受到歡迎，必須實現多方共贏。“暖核一號”開創了“核電廠+政府平臺+供熱企業”的聯合運行商業模式。

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及施工生活區率先用上了核能供暖。

“踏踏實實干，把創新的篇章續寫下去”

接著，就是要攻關“暖核一號”二期202.5兆瓦工程。

和一期不同，要實現更大范圍供暖，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。抽汽后，高壓缸排汽壓力變低，進汽口和排汽口壓差變大，這將導致高壓缸葉片載荷的上升。高壓缸狀態變化，下一級低壓缸行狀態也會隨之變化。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，每一個數值都馬虎不得。項目團隊和幾家相關設計院一起分析、討論。彼時恰逢新冠疫情，大家開啟了“線上”作戰模式。后來，兩家設計院各自給出了計算數值，項目團隊選擇了相對更為嚴苛的數字。

回頭看，“暖核一號”202.5兆瓦工程攻克了“核電機組常規島汽輪機中間級抽汽”的相關技術，填補了“百萬千瓦級中壓飽和汽輪機組抽汽技術”的國內空白。他們還研發出適用于飽和蒸汽的大口徑抽汽止回閥、快關調節閥等新型閥門，在核電熱電聯產關鍵設備上實現了國內首創。

技術方案定好，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驗。工程團隊要在重重限制下，尋求一個個“最優解”。

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。“幾乎每天晚上都要開協調會，討論技術和安全指標。”倒排計劃、掛圖作戰，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，供熱項目的廠區循環水管道鋼結構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，無法調整。正式吊裝之前，多個部門聯合進行沙盤模擬演練，評估相關風險。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了1元錢。

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