中国工业报记者 余娜

七月的连云港，海风裹挟着湿润的水汽拂过黄海之滨。在田湾核电3、4号机组旁，一座白色能源站正昼夜不息地运转。这里输出的不是电流，而是温度高达248摄氏度、压力1.8兆帕的工业蒸汽。这股“核动力蒸汽”正源源不断涌入石化产业基地的生产线。

“核能供汽，就是利用核电站的热量供应工业蒸汽，是降低综合能耗和减轻环境污染的新途径。”中核苏能设计管理处常规岛工艺科副科长张震如是定义这项开创性工程的意义。在他看来，核能不再局限于“烧开水发电”的单一模式，而是开始直接走进工业生产流程，成为驱动化工产业绿色转型的“零碳锅炉”。

2024年6月19日，全国首个工业用途核能供汽项目“和气一号”正式投产。截至2026年7月，它已安全稳定运行超过11000小时，累计供汽突破440万吨。运行一年多来，“和气一号”未发生任何安全事故或环境异常事件，入选国家发展改革委首批“绿色低碳先进技术示范项目”，标志着我国核能综合利用从技术示范迈入了标准化、规模化新阶段。

供汽的核电站：直供生产线的“零碳锅炉”

对于石化企业而言，蒸汽是不可或缺的生产要素——精馏、裂解、聚合，每一道关键工序都离不开稳定的大规模热源。然而，传统燃煤或天然气热电联产方式意味着高额碳排放。

连云港石化产业基地作为全国七大石化基地之一，年蒸汽需求量巨大，在“双碳”目标约束下，石化产业的降碳转型势在必行，而核能供汽恰好瞄准了这一关键需求。

张震在谈及项目背景时表示，全球碳中和进程加速，大规模稳定供应高品质工业蒸汽此前尚无成熟工程先例，石化、冶金等高耗能产业的清洁热源供给存在技术空白。国际层面，当前全球热电联产核反应堆多仅用于区域采暖，缺乏大规模工业供汽的成套解决方案；国家层面，风电、光伏间歇性短板凸显，需核电作为稳定基荷电源，核能供热是工业脱碳关键路径；地方层面，连云港石化基地亟需大型零碳热源支撑园区绿色升级。“和气一号”先导项目验证了核能供汽可行性，为基地规模化替代化石热源奠定了实践基础。

“和气一号”的原理类似“烧开水”的接力赛：田湾核电3、4号机组核裂变产生的热量，通过一回路将二回路的水加热成高温高压蒸汽。其中一部分蒸汽被“截流”，送至能源站蒸汽转换设备，加热经海水淡化处理的除盐水，最终生成工业蒸汽输送至用户端。整个过程核回路与工业蒸汽回路物理隔绝——设置两进独立换热周期，只传热、不传质，确保安全无虞。张震特别强调，项目考虑备用设计、冗余换热设备，“其中一套设备检修，另一套接力持续供气，实现园区全年无间断稳定供热”。

江苏核电专家咨询组组长周萍用一组数据给出了量化答案：自2024年6月19日正式投产以来，“和气一号”已连续安全稳定运行超过11000小时，累计供汽量突破440万吨。用户端接收到的蒸汽参数完全满足石化企业精馏、裂解、聚合等关键工艺要求，充分证明系统的可靠性和工业适用性。按设计产量，每年可生产480万吨零碳蒸汽，相当于减少40万吨煤耗，减排二氧化碳107万吨、二氧化硫184吨、氮氧化物263吨，相当于新增植树造林面积2900公顷。每年可为连云港石化基地节省超过70万吨碳排放指标，缓解企业“能源双控”压力。

运行一年多来，“和气一号”未发生任何安全事故或环境异常事件，入选国家发展改革委首批“绿色低碳先进技术示范项目”，吸引盛虹石化、卫星化学等龙头企业追加投资，形成“核能供汽—产业集聚—低碳循环”良性生态。周萍还透露，项目吸引国内外6000多人次参观交流，媒体报道超4000篇，总结经验后牵头制定8项国家标准、18项行业标准、24项团体标准，建立完善核能供汽技术规范体系，为更大范围推广奠定了基础。

在技术突破方面，周萍向中国工业报记者介绍，“和气一号”实现了四大核心技术突破：热电联产堆机热匹配调节技术、双侧相变集成式蒸汽转换设备、低参数蒸汽远距离传输技术、潜在放射性物质高速截断技术。“这一系列核心技术经由中国工程院院士领衔的专家组鉴定，整体达到国际先进水平，其中两项技术国际领先。‘和气一号’不仅填补了国内空白，更为全球核能综合利用提供了可复制、可推广的‘中国方案’。”周萍说。

华龙+高温堆：两代核电的“文武之道”

“和气一号”是核能供汽的先行示范，正在建设中的江苏徐圩核能供热发电厂，则描绘了核能供汽规模化发展的宏伟图景。

该基地一期工程规划建设2台华龙一号机组与1台高温气冷堆机组，建成后年供应工业蒸汽将超3250万吨，最大发电量超115亿千瓦时，是全球首个核能与石化大规模耦合示范基地。每年可减少燃用标准煤726万吨、减少二氧化碳排放1960万吨，将为连云港万亿级石化产业基地大规模供应高品质低碳工业蒸汽。

值得关注的是，其核心创新在于“梦幻锅炉”组合——将我国具有完全自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”与四代核电技术“高温气冷堆”进行耦合。中国核电工程有限公司核工程院徐圩项目设计部综合系统副总师李博生动地解释了这一协作逻辑：“中核工程联合兄弟单位，大胆尝试了‘接力’的构想。华龙一号是压水堆，成熟可靠，经济实用，能提供饱和蒸汽；高温堆是国际公认先进的四代堆，固有安全性高，但功率低。成熟可靠、经济适用，华龙一号加上四代技术提供高温蒸汽的高温堆，体现了中核集团的战略理念——从来不仅仅追求经济性，追求经济加技术的双赢。”

具体到工艺分工，李博进一步阐释：“华龙一号成熟、稳定、功率大。在徐圩项目中，华龙一号负责‘打底’，利用它产生蕴含巨大热能的饱和蒸汽，完成了第一阶段的能量转换，将除盐水加热成蒸汽。高温气冷堆是国际公认的第四代核电技术，它最大的特点就是‘高温’。它的出口温度可以达到700多度甚至更高。我们利用它的这一特性，对华龙一号产生的工业蒸汽进行‘再加热’，产生三种不同参数的高品质工业蒸汽，满足石化园区多元用汽需求。”

然而，两种“性格迥异”的反应堆协同工作，意味着前所未有的技术挑战。李博梳理了三大核心难题：一是设计工况与常规核电差异的排查，这种差异的排查像魔方的组合，需要把不同的工况组合在一起，拼成一个完整的面，团队组织专项组逐项逐系统梳理形成大清单，通过安全分析确定典型工况；二是数字化仿真模拟助力耦合设计，利用设计院及各高校资源开展控制设计及分层次仿真模拟，由简入繁，多面耦合，充分利用数字化优势，助力三者协调控制逻辑的设计；三是发电汽轮机发电负荷差距过大，工程公司联合设备厂家开展调研分析，通过增设汽轮机高效加热器予以解决，经过团队联合攻关，解决了两个不同“性格”的反应堆协同工作的难题。

在关键技术装备上，项目首创“堆-机-热”智能协同系统，同步管控2台华龙一号与1台高温堆的产热与发电节奏，搭建全场景仿真模拟实验室，提前模拟工厂用气所有波动工况。李博透露，项目开展70余项专项科技创新成果研究，已落地应用40余项，覆盖设计、设备、控制、施工、运维全链条。这不仅是核能技术的重大突破，更是中国核电从“跟跑”到“领跑”的有力证明。

从示范到产业化：核能供汽走向全国

从“和气一号”的先导示范到徐圩基地的规模化建设，我国核能综合利用正从技术示范迈入标准化、规模化新阶段。

张震在阐述项目定位时强调，徐圩项目是“全球首个核能与石化大规模耦合项目、全球首个压水堆与高温气冷堆耦合运行项目、全球首个‘堆-机-热’协调控制模式应用项目、全球首个高温气冷堆商业化应用项目”。这四个“全球首个”，不仅填补了全球大规模核能工业供汽的空白，更为全球高耗能产业低碳转型提供了可复制、可推广的“中国方案”。

中核能源科技有限公司广东茂名绿能项目部总经理、江苏徐圩项目部副总经理李韩从高温气冷堆产业化角度表示，高温气冷堆是我国具有自主知识产权的第四代核能先进反应堆技术，符合国家核能综合利用产业化需求。

“与石化行业动力和能源需求具有良好的匹配性，可同时满足‘蒸汽、海水淡化、供暖、电力、绿氢’等需求，成为工业园区的综合动力站。”李韩介绍，目前高温堆主蒸汽14.1兆帕、541摄氏度，可以涵盖石化的主要用汽需求。在技术方案成熟度上，各个模块的独立性，相互备份，任何一个NSSS模块停下都不影响整体供热，核岛厂房采用一字排开布置，每个模组可独立运行、轮流停堆检修，这为持续稳定供汽提供了可靠保障。

李韩进一步表示，“2024年8月19日，一期工程‘1台高温气冷堆+2台华龙一号’耦合供汽方案取得国家核准，2026年1月开工建设，项目规划建设‘4台华龙一号+2台HTR-PM600S高温气冷堆’，将开拓核能综合利用千亿级市场。”

周萍则从碳足迹维度补充了核能供汽的绿色价值。她透露，中核集团建立了我国首个核能工业供汽碳足迹因子测算体系，“相当于给每千克核能蒸汽都办了一张绿色身份证，精准计算出它从海水变工业蒸汽全生命周期、全生产流程的碳排放，填补国内外行业空白，有助于提升中国产品绿色竞争力”。按照国内国际产品碳足迹量化标准测算，核能供汽碳足迹是燃煤热电联产蒸汽的1/600，是天然气热电联产蒸汽的1/100。

从田湾到徐圩，从“和气一号”的先行先试到徐圩基地的规模化发展，核能供汽的成功实践不仅是一个核能项目的技术突破，更是一场面向传统产业的能源供给方式变革——让清洁核能从电网进一步走进工业生产流程，为化工产业破解高能耗、高排放难题提供新的解决方案，也为我国工业园区和高耗能产业集群绿色低碳转型打开了新的发展空间。

“未来，这一模式将进一步向长三角、粤港澳工业集群复制推广，为全球‘双碳’目标的实现注入强劲的“核动力”。中核能源科技有限公司党委副书记、纪委书记周红波透露。