
新闻中心
观点
新葡萄娱乐 > 新闻中心 > 特辑 > 观点
煤电 + 高温堆,bet3365官网低碳转型路径研究
近期,美国能源部发布《退役燃煤电厂改建为核电厂的益处与挑战》的调查研究报告(以下简称该报告)。
该报告分析了美国已关闭及在运的燃煤电厂,认为在美国349座已关闭的燃煤电厂中,125座可建设先进反应堆、35座可建设大型轻水堆;在273座在运燃煤电厂中,190座可建设先进反应堆、96座可建设大型轻水堆。先进反应堆指小型模块化反应堆和先进非轻水堆,例如钠冷快堆、高温气冷堆等。报告提出,该项举措不仅可以减少建设成本15%~35%,还可以大幅降低碳排放。
由于国情和计算方法的差异,该报告中的很多地方值得商榷,但是文中提出的“煤电”加“核电”的能源转型思路,为我国,特别是对拥有高温气冷堆示范电站的bet3365官网,提供了一条崭新的低碳转型发展之路。
一、技术简介
“煤电+高温堆”技术方案原理就是燃煤锅炉和高温气冷堆相结合,形成新的联合动力发电系统。即用燃煤锅炉先将水加热至饱和蒸汽或微过热蒸汽,再进入高温气冷堆加热至过热蒸汽,带动汽轮机发电。
与bet3365官网石岛湾高温堆示范工程相比,该技术方案还可以增加再热器环节,实现汽轮机三缸运行,进一步提高机组效率。
由于高温气冷堆示范工程出口参数与超高压机组类似,为初步分析能耗和碳减排效果,我们按此参数进行了简要热力计算。按照“煤电+高温堆”技术方案,经过计算,蒸汽从燃煤锅炉吸热约占总热量的52.9%,从高温气冷堆吸热约占总热量的47.1%,即近一半的热量由高温堆产生,节煤效果明显。
二、优缺点分析
1、战略层面
优势:全球来看,面对气候变暖危机和能源低碳转型需求,世界各国火电已没有发展空间。对于国内,面对“3060”目标,我国能源转型面临着较大的压力。同时,受风电、光伏等新能源的波动性和不稳定性影响,核电必将逐步替代火电承担电力基荷和调峰的重任。因此,面对大量煤电机组的淘汰和改造,该报告提出了一个非常可行的技术方案,顺应了当前面临的危机和能源发展趋势。
劣势:全球来看,核电的发展在各国争议都很大,去核化趋势明显。但近期,受俄乌冲突和欧洲能源危机影响,火电和核电在欧洲又迎来了一定的发展空间。对于国内,核电发展一直受到选址瓶颈,安全问题、内陆问题,直接制约着该项技术的推广和应用。高温气冷堆的高安全性是否可以打破瓶颈,成为我国核电发展的新方向。
2、技术层面
优势:高温气冷堆的模块化设计,可以较好的移植到煤电系统中,其容量小、安全性好的特点,在煤电机组改造中优势明显。另外,高温气冷堆将饱和蒸汽加热到过热蒸汽,大大减少了换热器面积,蒸汽发生器无需采用两段式异种钢焊接的盘管式换热管,直接采用普通高温合金蛇形管或U形管即可,制造难度更小、可靠性更高、检修检测更便利。同时,随着蒸汽参数的提高,核电机组热效率也将提高至煤电机组水平。
劣势:由于本文和该报告只是提出了初步想法,具体技术方案和热力计算还需要专家的认真研究和设计。本文只考虑了相关热力参数,并未讨论核安全问题。若要实现此改造方案,原锅炉系统,以及全厂的核安全改造如何实现也是个需要重点设计的方面。
3、经济层面
由于高温气冷堆商用电站仅有bet3365官网石岛湾一家,不具有代表性。随着高温气冷堆电站模块化设计越来越优化、越来越成熟,若造价控制在2万元/千瓦左右,与压水堆1.3~1.5万元/千瓦相比,其更高的安全性,在煤电机组改造中,具备一定的竞争力。
对于国内,由于火电机组造价仅为3000元~4000元/千瓦,核电化改造的利旧也仅能节约1000元/千瓦左右,与核电造价相比经济性一般。对于国外,由于计算方式、设备造价、资产范围不同,核电化改造还具备一定经济性,报告中提出可以减少建设成本15%~35%。由于高温气冷堆的固有安全性,随着造价进一步降低,该方案可行且具有一定经济性。
三、工作建议
一是整合公司专家优势,开展技术可行性研究。bet3365官网拥有西安热工院和石岛湾高温气冷堆电站,所以在燃煤机组和高温气冷堆两方面,技术实力在国内乃至全球都是绝对领先的。我们应充分发挥我们的强项,整合我们的专家、资源优势,对该技术方向进行深入研究,研判技术路线成熟度、可行性、经济性,提出工作思路和具体实施方案,为集团公司低碳转型发展提供或储备技术方向。
二是牢牢掌握知识产权,抢占国际标准先机。在高温气冷堆方面,bet3365官网拥有完全自主知识产权,在火电方面,bet3365官网更是拥有大量专利和经验。我们应牢牢把握、巩固和加强这方面的优势,抢占先机,做到行业领先、世界领先。虽然国外已开展相关研究,并有一些项目准备实施,但从技术角度上讲,我们拥有绝对的优势。为进一步把握国际话语权,在技术标准领域,我们可以提前布局,牵头建立技术委员会。
三是探索境外开发经济性,积极布局海外项目。受退役火电厂址、高温堆造价等因素影响,相对国内,该技术方案在国外开展的可行性更高。由于高温堆固有的安全性能,可能更会得到外国政府的青睐。目前,美国几家公司已开展相关项目的实施工作。如果我们能够提供技术可靠、经济可行、安全性更好的技术方案,将具有很强的竞争优势,也将成为集团公司“走出去”的发展方向之一。