产业报告2025丨第五篇技术篇:二、绿色低碳年度颠覆性创新技术:秦山核电核能供热综合利用技术_社会热点_资讯

产业报告2025丨第五篇技术篇:二、绿色低碳年度颠覆性创新技术:秦山核电核能供热综合利用技术

第五篇技术篇

二、绿色低碳年度颠覆性创新技术

5.秦山核电核能供热综合利用技术

（1）创新技术介绍

1）技术背景、行业痛点难点

核能供热利用核电机组冬季核反应堆剩余热功率进行供热，将热量传递给热力公司，再经过供热管网送至终端用户的过程。

核能供热采用多次表面换热，整个过程只有热量交换，没有介质的交换。用户接触到的是通过层层隔离过的充分安全的水，并通过三回路与二回路的压差设计、设置高精度监测装置等措施，实现多重屏障防御，整个过程充分保证了核能供热的安全性和可靠性。

核能供热技术路线成熟，目前，全世界400余台在运核反应堆中有超过1/10的机组已实现热电联供，且已累计安全运行约1000堆/年。国内核电机组也在国家能源局部署下，快速推进核能供热建设。

2）主要技术原理

①核电厂内供热首站

本项目在核电厂区内建设供热首站，加热蒸汽取自机组常规岛辅助蒸汽系统，在首站与热网循环水进行一次换热；热网循环水通过管网在二级换热站与用户侧二次换热。供热系统实现从核电厂一回路与二回路、二回路与热网循环水回路、热网循环水回路与用户侧回路的多重隔离，确保核能供热安全可靠。工程技术方案满足国家核安全局已颁发的现行有效的核安全法规和核安全导则的要求。

图5-19核能供热方案原理图

供热首站内主要热力设备采用模块化设计，并有一定负荷调节能力，一期供热规模为50MW，二期最终实现150MW供热能力（含一期50MW），主要热力设备根据负荷需求分步建设。供热首站厂房、集控设备、水、电、气、通风等系统一步建设到位。供热系统流程包含放热的蒸汽侧系统和吸热的热网循环水侧系统，具体为热网加热蒸汽系统、热网加热器疏水系统、热网循环水系统以及热网定压补水系统等。

②核电厂外供热管网

核电厂外管网分阶段建设。一阶段工程主要建设内容为单程输送距离约11公里的DN600供回水双管，为海盐县三个小区45.9万平方米居民用户和2.8万平方米老年公寓提供冬季供暖服务。一阶段工程于2021年7月28日开工建设，2021年11月9日主体工程完成，2021年11月15日完成调试并开始系统升温供热，2022年12月16日完成竣工验收。

③热网介质及参数

热源与用户通过热力站采用间接连接方式，供热介质为高温热水，热网供水额定运行温度为110-130℃，回水温度不高于80℃，输送主干线的供回水设计压力为1.6MPa。热力站后的热水供热支管网，供热介质为低温热水，具体供热温度根据用户末端需求确定。

④热网敷设形式

管网敷设方式采用直埋敷设，局部根据地形情况和敷设条件，采用架空方式（跨河、河塘等），跨河时在河道两侧设置桁架支架，支架之间采用钢结构桁架连接。管道位于钢结构桁架内跨越河道。供回水双管同沟埋地敷设：

图5-20管网埋设示意图

⑤热网管材、保温

核电厂外一级管网主要采用直埋敷设方式，管网主要采用的是钢管、保温层、保护外壳结合成一体的预制保温管道；架空管道采用预制型架空聚氨酯保温管，外保护层采用不锈钢薄板。

⑥技术特点

换热方式采用多次表面换热，整个过程只有热量交换，没有介质的交换，用户接触到的是通过层层隔离过的充分安全的水。热网加热器循环水侧压力高于蒸汽侧压力，有效防止事故状态下潜在的放射性扩散。

3）总体应用效果

示范工程一阶段项目采用了国内最先进的智慧热网设计理念，成功搭建智慧热网管理平台，实现智能监测，智能收费，一体化驾驶舱、运维管理等功能，确保了核能供热系统的良好运行业绩，也实现了公众最佳的采暖体验。

通过两年的运维，核能供热系统运行安全稳定，为企业了降低生产成本和能耗指标，为居民带去了舒适稳定、性价比高的冬季供热体验，获得了用户的一致好评。多次受到CCTV等主流媒体的报道，浙江省能源局也对浙江零碳热力有限责任公司授予了 “浙江省核能供热示范单位”、“浙江省核能综合利用示范城市”的荣誉等，同时在2022年11月，在埃及沙姆沙伊赫召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方会议第27届会议（COP27）上，核能供热成功入选《2022企业气候行动案例集》，在COP27中国角企业日活动中正式发布，得到了与会专家的高度认可，为我国向世界展示了中国企业在应对气候变化领域的先锋行动和高度责任感。2022年，浙江海盐核能供热示范工程一阶段项目获得国家发改委1660万的中央预算内资金补助，成为国内唯一一个获得国家扶持资金的核能供热项目，该资金于当年拨付，并全部用于一阶段项目尾项工程建设。目前，浙江零碳热力公司也正在积极开拓核能供热市场，共创零碳城市。

4）商业化进展程度

浙江海盐核能供热示范工程一阶段项目作为南方首个核能供热窗口，为南方冬季集中供热提供了新的思路。同时作为示范工程，核能供热是核能综合利用的有效尝试，是积极响应国家“碳达峰，碳中和”的有力举措。同时，我们也在有序开展核能工业供热市场拓展，积极探索核能供热在大棚养殖、渔业等农业领域的运用，具有良好的示范作用。

江南地区冬季天气湿冷，随着居民收入水平的提高，人民对生活质量的要求也在不断提升，安全可靠、经济适用的核能集中供热可满足居民对舒适环境的更高要求。核能集中供热也可为企业提供经济清洁的热源，可有效提升企业的综合竞争实力，进而促进地方经济高质量发展，改善投资环境，促进人员就业、提升居民收入水平。

核能作为清洁、安全、绿色能源，符合“清洁高效、低碳清洁”的能源发展大方向，将对地方能源结构调整和能源高质量发展产生重大且积极的影响，可以有效缓解地方能源“双控”压力。

核能供热有助于提高民众对核能安全性的认可，促进核能综合利用，构建核电企业与地方经济社会协同发展的新格局。

（2）示范项目介绍

1)示范项目基本情况

集中供热具有节约能源、改善环境、提高供热质量等综合效益，是治理大气污染和提高能源综合利用率的重要手段之一。核能供热项目是贯彻《节约能源法》，保持国民经济可持续发展的重要举措，是提高人民生活质量的公益性基础设施，符合国家能源结构调整、建设资源节约型社会和环境友好型社会的发展战略。

2019年，国家能源局明确提出“依托在建在运核电机组开展热电联产、工业供汽和集中供热，推动一批核能供热项目尽快落地”的工作要求。2020年11月，国家能源局进一步明确“秦山核电等一批核电机组作为核能综合集中供热试点单位，要求加快推进核能集中供热、居民核能供热等项目建设”。

2020年9月22日，习近平总书记在召开的第75届联合国大会一般性辩论上的讲话中宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现‘碳中和’。”集中供热项目属于国家确定的优先发展产业，符合国家可持续发展战略，是实现中国“碳中和”宏伟目标的重要抓手。

2021年1月6日，浙江省常务副省长陈金彪做出批示 “海盐县核能供热探索很有价值，核能综合利用前景广阔”，《浙江省打赢蓝天保卫战三年行动计划》要求安全高效发展核电，推动综合能源发展，积极推广集中供热。《嘉兴市能源“双控”三年攻坚行动》要求秦山核电探索开展集中供热、供压缩空气新模式试点，控制地方煤炭、电力消费总量。

海盐县地处长江中下游地区，气候夏热冬冷，辖区水域面积广，冬季阴冷潮湿，海盐县公建设施及居民多采用空调、天然气锅炉等分散供暖方式取暖，能源消耗大，经济负担大，供热品质低，体感舒适度差，对高品质热源供暖的需求迫切。

综合上述背景，秦山核电联合地方政府共同提出，通过五到十年的共同努力，打造“零碳能源，绿色发展”的国家级高质量发展示范区，重点加快核能供热管线、管网等基础设施建设，将供热方案积极纳入至城市建设的各个领域，不断满足人民对高品质生活的需要，积极打造核能综合利用的典范。

项目按照“统筹规划、分步实施”的原则进行有序推进。2021年先行完成核能供热示范项目建设，实现海盐县城区三个生活小区及老年公寓的核能集中供热，2022年建成我国首个核能工业供热示范项目，为秦山工业园区企业提供清洁、高效的热能供应。通过示范项目安全、经济、稳定运营，为海盐县大规模集中供热发挥良好的示范作用。

核能供热项目利用秦山核电基地机组剩余热功率，提供100℃左右的出水，及接收70℃的回水，实现热水循环供热。项目全部建成后，具备150MW的核能供热能力。建设内容包括核电厂内换热首站，秦山核电厂至海盐县城区、秦山街道、澉浦镇等的热力设施（二级换热站、中继泵站、热力管网）等。

图5-21供热流程图

2)项目的示范效果、意义、可推广性分析

①发挥优势资源，实现专业化运营管理

项目推进过程中，秦山核电成立核能供热项目组统筹推进项目调研、设计、开工、建设等。项目立足于地方市场，项目建设需要开展大量地方协调和政策处理工作，因此引入地方国有资本对于项目快速推进及后期市场推广具有重要意义。经与海盐县政府多轮次协调，最终由秦山核电与海盐县城市投资集团和海盐县水务集团共同出资设立热力公司，负责核能供热设施建设和运营管理。热力公司三家股东单位各具特色，完整覆盖热力公司从规划、资金、建设到生产运营、清洁能源技术研发、管网维护、终端客户服务的全流程。

图5-22热力公司三家股东单位

②打破常规，实现项目建设创新突破

由于本项目在南方地区为首个，推进过程中遇到了一系列挑战和问题，全体参建人员日夜奋战，克服了供热管网沿线地基土质松软、地下水位高、地下管线复杂、道路河流纵横交错等困难以及台风、高温、疫情等影响。该项目在投资运营平台建设和示范工程实施过程中实现多项管理创新和技术突破，成功破解南方集中供热工程建设规模大、施工周期长、一次投资高等难题，积累了丰富的核能供热工程实战经验。

③自主设计研发国内首台模块化供热首站

秦山核电按照中核集团创新发展、积极推进模块化建造要求，创新提出完全模块化核能供热首站建造方案，并自主完成相关设计。模块化建造成本比传统模式具备建造工期短、造价低、质量优、机动灵活等特点。

图5-23核能供热首站

④创新引入数字化和智能化

在管网施工中，通过数字化模拟，确定管道最佳走向；改进施工方法，破解南方地区长距离大口径管道定向钻非开挖敷设难题；灵活利用桁架并设置控制和监测设备，成功解决地下空间受限问题。采用国内最先进的智慧热网设计理念，通过5G技术、物联网技术、大数据技术、数学建模和智能分析搭建智慧热网管理平台，实现智能调度、智能巡检、智能维护，达到智能化、统一循环管控。智慧供暖系统主要包含能耗分析管理子系统、热源控制子系统、换热站控制子系统、远程室温采集子系统等四大系统。

图5-24智慧热网监测平台

⑤建成投运我国首个核能工业供热示范项目

海盐县2021年全社会用能总量约230万吨标煤，其中工业用能191万吨标煤，占比超83%，海盐县面临着巨大的能源转型压力，传统能耗企业对清洁热能的替代有着强烈的需求。推进实施核能工业供热，能够有效缓解地方政府能源“双控”压力，有利于地区能源结构的调整，是响应习总书记号召，助力实现中国“碳达峰、碳中和”宏伟目标的重要举措。

2022年12月15日，作为我国首个核能工业供热项目正式建成投用，成功搭建了我国首个核能工业供热示范平台，为国内工业产业园区的清洁能源替代提供 “秦山方案”，是我国核能综合利用的又一个里程碑，具有重大意义。

⑥完成我国首个地方核能供热专项规划

为科学合理推进海盐县城镇现代化建设，有序推进海盐县域核能供热，打造“南方核能供热示范区”，2021年8月，《海盐县集中供热专项规划（修编）（2016-2025）》正式完成修编并发布。

2022年11月，《海盐县核能集中供热管道设施专项规划（2022-2030年）》顺利通过海盐县人民政府和海盐县规划委员会审查，并取得批复。作为国内首个城市核能供热专项规划，为后续在海盐县域内推广核能供热打下了扎实的基础，更为优化县域能源结构，促进节能减排，提高城市集中供热质量实现共富迈出新的一步。

⑦争做行业标杆，完成我国首个核能供热地方标准

由于南方集中供热尚未形成专业性的技术规范和管理要求，同时我国核能集中供热存在城市建设、运行和管理等方面的规范空白，为进一步对后续海盐县域核能供热工程建设提供针对性规范以及约束性指导，使核能供热建设和管理“有章可循、有据可依、有人可管”，秦山核电于2022年底完成了《核能供热管网建设与管理标准》的编制，2023年2月正式发布。

该标准充分填补了南方首个核能供热城市建设、运行、管理等方面规范的空白，为政府监管提供依据、为工程建设提供指引，为产业健康发展创造条件，具有较强的可操作性。该标准，为后续规范化、科学化、系统化指导核能供热工程建设和管理提供有力抓手，为全省范围推广实施起到良好的示范作用。

⑧国内首个获中央预算内资金扶持的核能供热项目

2022年，公司积极与海盐县相关部门沟通汇报，争取到了“污染治理和节能减碳专项2022年中央预算内投资”的申报机会。并迅速成立编制组高效完成了项目资金申请报告的编制。2022年8月8日，成功通过国家发改委审查，并获得1660万的中央预算内资金补助，成为国内唯一一个获得国家扶持资金的核能供热项目，中央预算内资金于11月28日成功拨付，并于当年全部用于工程项目建设。该资金的获得在一定程度上减轻了核能供热项目的投资压力，也为其他核能供热项目获取中央预算资金等方面的专项资金支持树立了典范。

3）综合效益

①经济效益

通过多种经营模式拓展，浙江零碳热力有限责任公司2021年成立以来，至今（2023年）一直处于正向盈利状态，在同类集中供热的热力公司中保持了良好的经营业绩。

②环境效益

落实国家清洁能源发展战略。以煤电为主的能源结构对社会环保造成较大压力，随着人们对经济与环境关系和对环境保护重要性认识的不断提高，必须扭转传统的非持续性的能源发展模式，确立发展能源必须坚持可持续发展方针，明确清洁能源是今后能源发展的主要方向。核能具有绿色环保的独特优势。开展核能供热项目是落实国家“绿色低碳”能源发展战略的有效途径。

实现明显的节能减碳。在当今世界能源结构中，核能作为一种优质清洁能源，已被人们所广泛接受。由核能供热替代传统能源供热，能大大改善环境质量。根据测算，在达到采暖供热量70.4万GJ/年的情况下，相对于燃煤火电机组每年可减少燃用标煤约2.46万吨，每年减排二氧化硫1817吨、氮氧化物908吨、二氧化碳5.9万吨，具有明显的环境效益。

③社会效益

核能供热具有较强的示范推广效应，南方供热一直是近年来热门话题，各南方城市在集中供热领域一直在摸索发展，秦山核电核能供热项目可为南方供热提供标杆性的借鉴意义。目前，浙江零碳热力有限责任公司被浙江省能源局授予“浙江省核能供热示范单位”，海盐县被授予“浙江省核能综合利用示范城市”。同时，项目受到了国家发改委、中核集团、浙江省等上级单位的支持和肯定，先后取得了中核集团2021年“职工群众最满意的十大办实事案例”、浙江省2021年“新型城镇化建设示范县（海盐）” 重点项目、浙江省2022年度绿色低碳转型典型案例、海盐县2022年“央地融合，共富项目”。

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