碳中和下的中核行動丨同方股份:立足“燕龍”,促核能供暖落地生根

發布時間:2022-01-10 信息來源:

  2021年8月,同方股份有限公司與中國核能電力股份有限公司、中國核工業華興建設有限公司、中國原子能科學研究院、中國原子能工業有限公司等6家企業共同出資發起設立中核燕龍科技有限公司。此舉旨在推動核能供暖技術應用,實現“燕龍”泳池式低溫供熱堆從演示驗證、到示范工程、再到商業推廣的“三步走”發展戰略。這是同方股份自2019年底加入中核集團后,在國家提出碳達峰碳中和目標大背景下,運用系統思維,深度參與中核集團新能源項目的戰略舉措之一。

  智慧融“核”打通“最后一公里”

  在實現“雙碳”目標下,我國將大幅減少化石能源燃燒,重塑熱源結構是當前供熱行業面臨的巨大挑戰。

  “燕龍”泳池堆是中核集團在泳池式研究堆50多年安全穩定運行基礎上,針對北方城市供暖自主開發的一種安全經濟、綠色環保的堆型產品。該堆型具有技術成熟、安全性高、零排放、廠址適應性強、不占用發電指標、運維簡便、易退役等特點。據測算,一座400兆瓦的“燕龍”低溫供熱堆,供暖建筑面積可達2000萬平方米,可以覆蓋20萬個家庭。尤其是泳池堆二氧化碳排放為零,可以實現零碳供熱,并顯著改善供熱區的空氣質量。

  同方股份始終秉承與兄弟單位充分協同,從源、網、端共同發力的發展理念,使“燕龍”泳池堆供熱系統真正樹立安全、清潔、經濟、高質量的品牌形象。

  在安全性上,“燕龍”堆作為熱源具備固有安全性,同方股份結合構建多熱源聯網的供熱格局和智慧供熱系統,將熱源安全延伸到“源—網—端”的系統安全,確保了城市供熱整體的安全可靠;在經濟性上,為解決在全年不同時段如何充分發揮泳池堆出力這一關鍵問題,同方股份推動構建了多能互補、一城一網的供熱新形態,使燕龍堆作為基礎熱源在整個供暖季從初寒期到嚴寒期再到末寒期都能發揮最大出力,同時借助同方股份的超級熱泵等產品高效制備工業蒸汽,開發蒸汽用戶,提高燕龍堆的使用效率;在供熱質量上,借助同方股份的智慧供熱系統,連接熱源、熱網和千家萬戶,不僅能夠高效管理整個城市的供熱系統,節能降耗,還可以確保用戶的供熱質量,創造良好的社會效益。

  核能供熱對反應堆地理位置有硬性要求,存在空間錯配的問題,能否克服這一難題顯得尤為重要。在這樣的背景下,同方股份迎來重要發展機遇。

  在余熱回收方面,同方股份研發了全工況吸收式大溫差換熱機組,應用“多級降溫—兩段式結構”,突破了“降低熱網回水溫度”的關鍵技術,可將返回熱電廠的回水溫度由原來的60℃降低到20℃,由此,不僅能夠有效回收余熱資源,還能提高既有管網輸送能力接近100%,大幅降低輸配能耗。在此基礎上,同方股份發揮產學研用一體化優勢,攜手清華大學突破了超長距離輸熱的相關技術,將供熱經濟半徑從十幾公里延伸至上百公里,解決了余熱資源和城市用熱空間錯配問題。

  集中供熱是一個規模大、復雜程度高的大系統,余熱的高效回收利用以及供熱系統的全網優化控制和多種熱能的平衡調度,都是最終實現智慧供熱的關鍵環節。為了解決復雜的多源互補供熱系統的大系統控制問題,同方股份將大數據、人工智能技術與供熱系統結合,研發出可以自動進行熱源優化調度和全網用戶優化控制的城市智慧供熱軟件平臺,成為清潔能源供熱時代的“城市供熱大腦”。

  在智慧供熱領域,同方股份有足夠的話語權。2020年12月1日,由同方股份與清華大學等單位實施的古交興能電廠至太原長輸供熱工程摘得我國供熱行業首個國家優質工程金獎。這個工程核心技術就是采用了“大溫差長距離輸送”整體解決方案。

  太古項目作為山西省重點項目,是國內第一個同時具備長距離、大高差、大溫差等特點的閉式循環系統工程。截至2019年,太原市集中供熱面積已接近2億平方米,依靠14個大型熱源并網實施城市集中供熱。太原采用的同方股份全工況吸收式大溫差智能換熱機組已達100余臺套,而由同方股份提供的“啟慧AI+”城市智慧供熱平臺軟件則對太原市這一超大型供熱系統實施了智慧管控,取得了突出的經濟效益和社會效益。

  融“核”創新 向“核—源—網”轉變

  在同方股份,融合創新已成為進入新發展階段的基本路徑。當前,云計算、大數據、物聯網、人工智能等新一代信息技術,將給供熱行業帶來直接和深遠的影響,通過數字化與智能化技術的融合,供熱行業價值再造的空間巨大。

  未來的能源將是“智慧”型能源,這正是同方股份未來發展的主業。構建在城市熱網和物聯網基礎上的智慧供熱系統,結合構建在供熱運營服務基礎上的社區網,實現“三網融合”連接千家萬戶,將為城市供熱發展提供關鍵基礎支撐,成為對接城市供熱和延伸服務的重要平臺。

  除了推進“燕龍”項目,同方股份還將通過“智慧能源”優勢,將綜合智慧能源產業作為一個發展重點,打通源網荷儲的產業鏈條,推動水、電、氣、熱、冷等領域的綜合轉換利用,為未來中國綠色低碳發展貢獻中核方案,中核力量。

  與此同時,同方股份還將結合自主研發的全系列熱泵裝備,以及供熱系統的整體解決方案,充分挖掘各類工業余熱和自然清潔熱源。例如利用大型吸收式熱泵,通過回收發電廠、鋼鐵廠等高耗能工業的各類余熱,為眾多北方城市實現零碳供熱提供了可能。這項技術可充分利用于沿海核電站向海洋排放的余熱,提高核電總體能源利用效率。這些熱量不僅可以向城市供暖,還可以進行海水淡化處理,實現淡水和供熱的同產、同輸,輸送距離可達200公里。

  同方股份副總裁秦緒忠對此進一步表示,“因地制宜開發清潔熱源同樣重要。我們可以從江河湖海、城市污水、土壤、中深層地熱等自然資源中提取熱量,通過熱泵為城市供熱提供清潔熱源。通過利用超低溫空氣源熱泵提取空氣中的熱能,即使在-30℃的環境中也能高效地工作,為北方城鎮和極寒地區拓展了應用場景?!蹦壳?,同方股份已經與中核匯能、新華發電等集團兄弟企業開展了項目合作,融“核”創新在“雙碳”背景下大有作為。

  下一步,同方股份將積極推動“首臺套”“示范工程”等新技術落地項目。一方面可以向其他城市啟到示范效應,另一方面,可以通過示范項目“建章立制”,為今后其它類似項目建立行業標準。同方股份希望到2030年,能與兄弟單位一起,在中國北方城市推廣多個“燕龍”樣本,使核能供熱真正落地生根。

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