kaiyun官方网页版

除了发电核能还有这么多用途

发表时间: 2024-04-21 来源:kaiyun官方网页版

  2022年3月25日,在福建省福州市,中核集团“华龙一号”示范工程全面建成投运。新华社发

  2021年7月13日,“玲龙一号”陆上商用模块化小型反应堆在海南省昌江黎族自治县开工。新华社发

  近日,国家能源局发布1-6月份全国电力工业统计数据。上半年,全国发电装机容量约24.4亿千瓦,其中核电5553万千瓦,约占2.3%,同比增长6.5%。作为清洁能源的核电,正在中国经济社会持续健康发展中发挥慢慢的变大的作用。

  中国核电发展虽然起步晚,但从无到有、从小到大,形成了高水平的工业创新链和产业链,其技术水平和总实力已经跻身世界第一方阵。近年来,除了生产电力外,核能还应用于城市供暖、工业供汽、海水淡化、合成燃料等诸多场景。

  中核集团旗下中国核电核能开发事业部副总经理于开治接受本报采访时表示,核裂变过程释放出大量热能,可以较好匹配工业生产过程中对高温工艺热参数的需求。核能综合利用,就是契合各类应用场景,或将热能转化为电能或直接提供高温工艺热,通过能量的梯级利用,实现科学用能,有助于提高能源利用效率。未来,核能将从“单一型选手”转向“全能型辅助”,为绿色低碳发展贡献更多“核”力量。

  用核能烧开水发电,一直是许多网友对核电的有趣比喻,而这种类比也从本质上道出了核电站的发电原理。于开治解释,核电站发电主要是依靠核裂变释放能量,将水加热转化为蒸汽,从而驱动汽轮机发电。这其中,蒸汽不光可拿来发电,在工业生产里同样大有用途。

  5月27日,经过3个月桩基施工建设,第一罐混凝土在田湾核电蒸汽供能项目能源站正式浇筑,标志着全国首个工业用途核能供汽工程——中核集团田湾核电蒸汽供能项目全面拉开建设帷幕。该工程由江苏核电有限公司、连云港市徐圩新区石化基地联合开展,采用中核集团田湾核电3、4号机组蒸汽作为热源,将蒸汽输送至连云港石化产业基地进行工业生产利用,预计2023年底投产供汽。项目建成后年供汽量达480万吨,可实现每年减少燃烧标准煤40万吨。

  “高温高压蒸汽是化工生产不可或缺的要素。目前我国化工行业的工业蒸汽大多数来源于燃煤电厂或自备燃煤锅炉,采用核能供汽将大大降低能耗、减少碳排放。”中核集团江苏核电维修总经理、工程负责人刘永生说。

  不少人关注,核能供汽的安全性如何保证?刘永生介绍,加热的工业蒸汽经由独立隔离回路输送,从设计源头上确保了核能供汽清洁的安全。整一个完整的过程中,只有热量交换,不存在介质的连通,保障核能供汽清洁安全可靠。而且,通过管道预制架空蒸汽保温方案等措施,能控制每公里温度损失小于2℃、压降0.03兆帕(Mpa)以内,有效控制蒸汽长距离传输过程中温度和压力的损失,满足连云港石化产业基地工业用汽需求。

  不只是石化产业,工业用热或蒸汽存在广泛需求。例如,在造纸行业,纸张生产中一些化学药品的加热溶解需要用蒸汽,加工成型等程序也离不开蒸汽。在纺织印染行业,不论是染色、烘干还是浆纱、印染等步骤,不能离开蒸汽的支持和配合。在橡胶行业,橡胶的压延、硫化、干燥等工艺都要使用蒸汽。在制药行业,制药时需要用大量的工业蒸汽和纯蒸汽对原材料、器械和设备做高温灭菌,干燥、压片、制粒等工艺也需要蒸汽支持。在有色金属行业,新能源锂电池的制造,同样需要用蒸汽以保证反应温度。

  就在7月15日,浙江海盐核能供热示范工程(二阶段)工业供热项目顺利开工,预计今年8月底建成,可提供24小时热能供应保障,年工业供热约28.8万吉焦。此举相当于节约标准煤约1万吨,减排二氧化碳排放约2.4万吨,将实现产业高质量发展和节能降碳双赢。今后,慢慢的变多行业将用上核能供的蒸汽。

  与为工业提供蒸汽的原理相似,核能也为居民在冬日送去暖气。浙江海盐核能供热示范工程的一阶段便是民用供暖工程。事实上,在去年冬天,中国一南一北两座小城——浙江海盐、山东海阳都已经用上了核能供暖。

  2021年11月9日,海阳提前进入供暖季,新老城区居民用上了核能供热,供热面积达450万平方米。依靠“暖核一号”提供的清洁热量,海阳市告别了延续多年的燃煤取暖历史,成为全国首个零碳供暖城市。

  作为全国首创,核能供热项目并没有现成的经验可以借鉴,技术攻关的每一步都是在创造历史。“清洁电”能否产出“清洁热”?为积累经验、打造样板,山东核电凝聚了中国核能行业协会、清华大学、电力规划设计总院等“大咖级”专家队伍,对工程可研报告进行评审,经过紧张的质询、讨论,技术方案获得专家一致认可。

  2019年7月10日,海阳核能供热一期项目正式开工,工程内容有核能供热换热首站建设和15公里主管网铺设,当年9月30日全部完工。2019—2020年的供暖季,海阳市临港、度假区和核电产业园70万平方米共7757户用上了核能供热,整个供暖季运行平稳顺畅,状况良好,用户室温适宜,受到广大新老用户和社会各界的好评。2020年,山东核电又开启了推进大规模长距离供热的研究工作。2021年11月9日,核能综合利用带来的暖流输送到海阳市的千家万户。

  “刚供暖,家里温度就达到了23℃。”海阳金阳海岸花园小区居民成京增说。有了核能供热,居民住宅的供暖费也由原有的22元/平方米降到21元/平方米。

  紧接着,在2021年12月3日,全国南方首个核能供暖项目——浙江海盐核能供热示范工程一阶段正式投运,供暖面积达46万平方米。海盐核电新村、核电南苑、枫叶新村3个小区的近4000户居民率先“尝鲜”,用上了零碳、清洁、高效的“核暖气”。这也代表着中国南方开启了核能供暖的历史,从此过冬抗寒再也不靠“抖”。

  截至2022年4月,示范项目完成首个供暖季任务,持续安全稳定为近4000户居民供热100天,在供热质量提升的同时,供热价格较过去降低了约1/3。据测算,到“十四五”末,项目全部建成投运后,能够很好的满足海盐约400万平方米供暖需求,相对于南方地区的电取暖方式,每年可节约电能消耗1.96亿度。

  核能供暖不仅清洁,还很安全。“核能供暖是从核电机组抽取部分蒸汽,通过换热站进行多次加热,整一个完整的过程只有蒸汽加热水、水加热水两个步骤。”秦山核电党委书记、董事长黄潜说,核电站与用户之间有多道回路隔离,每个回路间只有热量的传递,没有水的交换,更不会有放射性物质进入暖气管道,热水也只在小区内封闭循环,与核电站层层隔离,没有一点接触。

  在秦山核电总经理邹正宇看来,核能供热项目利用秦山核电基地机组冬季剩余热功率,在不影响机组原有发电量和安全性能的前提下,向海盐县公建设施、居民小区及工业园区提供大规模安全、零碳、经济的核能供暖,真正的完成了当地居民、地方政府、核电企业及生态环保的多方共赢。

  创新远不止于此。在泳池式研究堆50多年安全稳定运行基础上,中核集团针对北方城市供暖自主开发了一种安全经济、绿色环保的堆型产品——“燕龙”泳池堆。于开治介绍,“燕龙”泳池堆具有固有安全性高、清洁环保、管网适配性强等突出特点。一座400兆瓦的“燕龙”低温供热堆,供暖建筑面积达2000万平方米,可覆盖20万个家庭。

  目前,“燕龙”泳池式低温供热堆示范工程已列入吉林省“十四五”规划。专家这样认为,在附近没核电站的一些地区,泳池式低温供热堆很适合,它的安全系数较高,能够完全满足一些范围内的供热需求,还能解决散煤供热带来的大气污染问题。

  前不久,全球首批商用堆碳-14辐照生产靶件,在中核集团旗下中国核电控股的秦山核电三厂2号重水堆机组入堆,开始商用堆生产碳-14同位素,预计将在2024年开始向市场供货,产量可满足国内需求。这是核能综合利用的又一重要突破。

  什么是碳-14?它可拿来干什么?和我们的生活又有啥关系?原来,自然界中存在的碳,比如常见的石墨、钻石、铅笔芯等,都是碳-12。此外,它还有一些同位素“兄弟”,比如碳-11、碳-13以及碳-14,它们的原子核里都有6个质子,而中子数却不同。碳-12很稳定,碳-14则具有放射性。

  “利用碳-14的放射性进行标记和检测,可以检测幽门螺杆菌、开展药物代谢动力学研究。”中核集团秦山核电高级工程师孟智良介绍,碳-14常常被用作标记物,大范围的应用于农业、化学、医学、生物学等领域。比如在农药中加入碳-14,后期通过检验测试农作物上碳-14的含量,就能判断出农药的残留量。

  中核集团秦山核电正高级工程师樊申介绍,此前,中国曾采用过用于实验研究的小型反应堆来生产碳-14,但是产量小,生产不连续,没办法形成稳定的供应。此次使用商用核电机组,可以长期保持高功率稳定运行,连续生产碳-14。

  “就拿幽门螺杆菌的诊断与追踪来说,目前我国每年的幽门螺杆菌检测需求超过3000万人次,市场不可以小看。”于开治表示,中核集团在医用同位素生产方面取得的重大突破,将有效解决和缓解国内碳-14同位素供给问题,为建立稳定自主的医用同位素供应保障体系、提升人民健康水平作出新的贡献。

  除了充分的利用现有核电机组开展核能综合利用外,中核集团还通过科学技术创新,积极研发先进核能系统,拓展更多核能综合利用的新场景。例如,2021年7月13日,中核集团海南昌江多用途模块式小型堆科技示范工程正式开工建设,成为全世界首个开工的陆上商用模块化小型堆。

  于开治介绍,“玲龙一号”(ACP100)技术,是中核集团通过10余年自主研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆堆型,特点是小型化、模块化、一体化、非能动,可当作清洁的分布式能源,在供电的同时可满足海水淡化、区域供暖、工业供热(冷)等多个领域应用需求。

  在中国核学会理事长王寿君看来,核能既具有可再次生产的能源的零碳排放特性,又延续了化石能源不间断稳定服役的特点,贴合大宗制造工艺的能源需求,应充分的发挥大型压水堆、高温气冷堆、模块化小堆、低温供热堆等各自优势,紧密结合用户侧综合能源消费需求,建立集供电、居民供暖、工业供汽、制氢、海水淡化、同位素生产等为一体的多能互补、多能联供的区域综合能源系统,为未来中国绿色低碳发展注入核能力量。叶 子

  党的二十大报告提出,“坚持面向世界科学技术前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,加快实现高水平科技自立自强”。

  科技成果只有转化为实用性技术,才能推动发展新质生产力,才能释放出驱动创新的力量,也才能推动构建现代化产业体系,为实现高水平科技自立自强和高水平质量的发展提供有力支撑。

  自生成式人工智能(AI)程序,如ChatGPT发布以来,何时及如何利用它撰写研究论文成为人类争论的焦点。

  4月19日,清华大学基础医学院教授程功团队与合作者在《科学》发表论文,提出了一项阻断蚊虫传播传染病的新策略。

  量子光源芯片是量子互联网的核心器件,可以看作点亮“量子房间”的“量子灯泡”,能让互联网用户拥有进行量子信息交互的能力。

  在山西省翼城县,通过政府搭台,构建科企合作机制,普查新发现的爆裂玉米种质资源“珍珠玉米”加快了品种开发步伐。

  17日,国新办举行新闻发布会解读当前经济发展形势和有关政策。“我国新型低空飞行器呈现蓬勃发展形态趋势,特别是信息通信、北斗导航、高精导航等新技术大范围的应用,一些企业的无人驾驶技术也不断进步。

  2022年底,清华环境研究院携手苏州嗨森无人机科技有限公司,合作开发了基于无人机的挥发性有机物精准溯源技术。”截至目前,清华环境研究院已经取得了600多项知识产权,通过技术作价入股方式转化了30多项清华大学专利,形成了25支研发团队、51家孵化公司。

  2023年,生成式AI在全世界爆火,引发了AI领域新一轮的科技竞赛。“大模型为通用机器人提供强大的能力,AI可以将运算、感知、认知、决策、创造等各类智能集成应用在机器人平台上。

  “总体来看,今年论坛聚焦人工智能、生命科学、新材料等科技前沿领域,以及碳达峰碳中和、医疗健康、清洁能源等民生科技领域。“北京国际科技创新中心建设的突出成效体现为‘六个创新跃升’和‘五个全球前列’。

  新能源目前主要指光伏发电、风力发电以及二次能源如氢能等。风和光都是自然资源,取之不竭,用之不尽。

  广西中医药研究院中药资源团队在开展全国第四次中药资源普查和广西第一次林草种质资源普查中,发现石山油桐、美脉假糙苏、线叶度量草、广西割舌树、洞生香草、广西肺筋草6种高等植物新物种。

  2023年我国公民具备科学素质的比例达到14.14%,这一最新调查数据意味着什么?对我们国家的经济和社会持续健康发展有何重要意义?与世界主要发达国家20%~30%的公民科学素质水平相比,我国公民科学素质仍有不小差距,未来提升公民科学素质,还有哪些挑战?

  从国家知识产权局获悉,《2023年中国专利调查报告》近日发布。报告数据显示,2023年,我国发明专利产业化率达39.6%,较上年提高2.9个百分点,连续五年稳步提高。

  绿色是生命的象征、大自然的底色,良好生态环境是美好生活的基础、人民共同的期盼。

  中国科协16日发布第十三次中国公民科学素质抽样调查结果。结果显示,2023年我国公民具备科学素质的比例达到14.14%,比2022年的12.93%提高了1.21个百分点,我国公民科学素质呈现提速增长趋势。

  施工人员在做桥梁前移施工准备。呼兰河上,桥墩破冰器分外醒目;庆安制梁场的智能化保温棚内,一榀榀桥梁在蒸汽中凝固成型;哈伊高铁全线建成通车后,将不断满足广大群众的出行需求,为加快建设我国向北开放新高地贡献力量。

  近日,中国科学院理化技术研究所研究员王树涛、副研究员时连鑫团队研发出新一代针对黏性渗出液,如糖尿病足渗出液的单向导液伤口敷料。该研究为高黏性渗出液引起的伤口愈合困难问题提供了可行的解决方案,在医用敷料、渗液管理等领域具有广阔应用前景。

  作为一种新兴的林业信息化科学技术创新手段,智慧林业需要加强顶层设计,统筹指导与管理。回顾智慧林业的发展历史,我们显而易见,智能化革新慢慢的变成了现代林业发展的重要标志。

  习指出“科学技术创新能够催生新产业、新模式、新动能,是发展新质生产力的核心要素”,同时强调“强化企业科学技术创新主体地位”。从内涵及本质要求来看,新质生产力由“技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转变发展方式与经济转型而催生”。