碳中和下的中核行动丨同方股份:立足“燕龙”,促核能供暖落地生根

发布时间:2022-01-10 信息来源:

  2021年8月,同方股份有限公司与中国核能电力股份有限公司、凯发k8官方旗舰店华兴建设有限公司、中国原子能科学研究院、中国原子能工业有限公司等6家企业共同出资发起设立中核燕龙科技有限公司。此举旨在推动核能供暖技术应用,实现“燕龙”泳池式低温供热堆从演示验证、到示范工程、再到商业推广的“三步走”发展战略。这是同方股份自2019年底加入中核集团后,在国家提出碳达峰碳中和目标大背景下,运用系统思维,深度参与中核集团新能源项目的战略举措之一。

  智慧融“核”打通“最后一公里”

  在实现“双碳”目标下,我国将大幅减少化石能源燃烧,重塑热源结构是当前供热行业面临的巨大挑战。

  “燕龙”泳池堆是中核集团在泳池式研究堆50多年安全稳定运行基础上,针对北方城市供暖自主开发的一种安全经济、绿色环保的堆型产品。该堆型具有技术成熟、安全性高、零排放、厂址适应性强、不占用发电指标、运维简便、易退役等特点。据测算,一座400兆瓦的“燕龙”低温供热堆,供暖建筑面积可达2000万平方米,可以覆盖20万个家庭。尤其是泳池堆二氧化碳排放为零,可以实现零碳供热,并显著改善供热区的空气质量。

  同方股份始终秉承与兄弟单位充分协同,从源、网、端共同发力的发展理念,使“燕龙”泳池堆供热系统真正树立安全、清洁、经济、高质量的品牌形象。

  在安全性上,“燕龙”堆作为热源具备固有安全性,同方股份结合构建多热源联网的供热格局和智慧供热系统,将热源安全延伸到“源—网—端”的系统安全,确保了城市供热整体的安全可靠;在经济性上,为解决在全年不同时段如何充分发挥泳池堆出力这一关键问题,同方股份推动构建了多能互补、一城一网的供热新形态,使燕龙堆作为基础热源在整个供暖季从初寒期到严寒期再到末寒期都能发挥最大出力,同时借助同方股份的超级热泵等产品高效制备工业蒸汽,开发蒸汽用户,提高燕龙堆的使用效率;在供热质量上,借助同方股份的智慧供热系统,连接热源、热网和千家万户,不仅能够高效管理整个城市的供热系统,节能降耗,还可以确保用户的供热质量,创造良好的社会效益。

  核能供热对反应堆地理位置有硬性要求,存在空间错配的问题,能否克服这一难题显得尤为重要。在这样的背景下,同方股份迎来重要发展机遇。

  在余热回收方面,同方股份研发了全工况吸收式大温差换热机组,应用“多级降温—两段式结构”,突破了“降低热网回水温度”的关键技术,可将返回热电厂的回水温度由原来的60℃降低到20℃,由此,不仅能够有效回收余热资源,还能提高既有管网输送能力接近100%,大幅降低输配能耗。在此基础上,同方股份发挥产学研用一体化优势,携手清华大学突破了超长距离输热的相关技术,将供热经济半径从十几公里延伸至上百公里,解决了余热资源和城市用热空间错配问题。

  集中供热是一个规模大、复杂程度高的大系统,余热的高效回收利用以及供热系统的全网优化控制和多种热能的平衡调度,都是最终实现智慧供热的关键环节。为了解决复杂的多源互补供热系统的大系统控制问题,同方股份将大数据、人工智能技术与供热系统结合,研发出可以自动进行热源优化调度和全网用户优化控制的城市智慧供热软件平台,成为清洁能源供热时代的“城市供热大脑”。

  在智慧供热领域,同方股份有足够的话语权。2020年12月1日,由同方股份与清华大学等单位实施的古交兴能电厂至太原长输供热工程摘得我国供热行业首个国家优质工程金奖。这个工程核心技术就是采用了“大温差长距离输送”整体解决方案。

  太古项目作为山西省重点项目,是国内第一个同时具备长距离、大高差、大温差等特点的闭式循环系统工程。截至2019年,太原市集中供热面积已接近2亿平方米,依靠14个大型热源并网实施城市集中供热。太原采用的同方股份全工况吸收式大温差智能换热机组已达100余台套,而由同方股份提供的“启慧AI+”城市智慧供热平台软件则对太原市这一超大型供热系统实施了智慧管控,取得了突出的经济效益和社会效益。

  融“核”创新 向“核—源—网”转变

  在同方股份,融合创新已成为进入新发展阶段的基本路径。当前,云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术,将给供热行业带来直接和深远的影响,通过数字化与智能化技术的融合,供热行业价值再造的空间巨大。

  未来的能源将是“智慧”型能源,这正是同方股份未来发展的主业。构建在城市热网和物联网基础上的智慧供热系统,结合构建在供热运营服务基础上的社区网,实现“三网融合”连接千家万户,将为城市供热发展提供关键基础支撑,成为对接城市供热和延伸服务的重要平台。

  除了推进“燕龙”项目,同方股份还将通过“智慧能源”优势,将综合智慧能源产业作为一个发展重点,打通源网荷储的产业链条,推动水、电、气、热、冷等领域的综合转换利用,为未来中国绿色低碳发展贡献中核方案,中核力量。

  与此同时,同方股份还将结合自主研发的全系列热泵装备,以及供热系统的整体解决方案,充分挖掘各类工业余热和自然清洁热源。例如利用大型吸收式热泵,通过回收发电厂、钢铁厂等高耗能工业的各类余热,为众多北方城市实现零碳供热提供了可能。这项技术可充分利用于沿海核电站向海洋排放的余热,提高核电总体能源利用效率。这些热量不仅可以向城市供暖,还可以进行海水淡化处理,实现淡水和供热的同产、同输,输送距离可达200公里。

  同方股份副总裁秦绪忠对此进一步表示,“因地制宜开发清洁热源同样重要。我们可以从江河湖海、城市污水、土壤、中深层地热等自然资源中提取热量,通过热泵为城市供热提供清洁热源。通过利用超低温空气源热泵提取空气中的热能,即使在-30℃的环境中也能高效地工作,为北方城镇和极寒地区拓展了应用场景。”目前,同方股份已经与中核汇能、新华发电等集团兄弟企业开展了项目合作,融“核”创新在“双碳”背景下大有作为。

  下一步,同方股份将积极推动“首台套”“示范工程”等新技术落地项目。一方面可以向其他城市启到示范效应,另一方面,可以通过示范项目“建章立制”,为今后其它类似项目建立行业标准。同方股份希望到2030年,能与兄弟单位一起,在中国北方城市推广多个“燕龙”样本,使核能供热真正落地生根。