Wie erzeugt „nuklear“ „Dampf“?

Science Times-Reporter Ji Chunhong

An der gewundenen Küste des Gelben Meeres verläuft eine etwa 23 Kilometer lange Spezialpipeline. Ein Ende ist mit dem Kernkraftwerk und das andere Ende mit der petrochemischen Basis verbunden. Es transportiert kontinuierlich den aus Kernenergie gewonnenen sauberen Dampf zu verschiedenen Produktionslinien der petrochemischen Anlage.

Am 19. Juni 2024 wurde im Kernkraftwerk Tianwan in Lianyungang, Jiangsu, das erste Demonstrationsprojekt des Landes zur industriellen nuklearen Dampfversorgung, „Heqi Nr. 1“, erfolgreich in Betrieb genommen. Diese spezielle Dampfversorgungsleitung mit einer Kapazität von 600 Tonnen pro Stunde kann die Basis jährlich mit 4,8 Millionen Tonnen Industriedampf versorgen. Bis jetzt hat „Heqi Nr. 1“ mehr als 1 Million Tonnen sauberen Dampf an die Außenwelt geliefert.

Wie wird Industriedampf erzeugt? Es ist vergleichbar mit einer Kombination aus „kochendem Wasser“ und „selbsterhitzendem Topf“. Das Prinzip der Stromerzeugung in einem Kernkraftwerk ist eigentlich dasselbe wie das Kochen von Wasser. Es erhitzt Wasser zu Dampf, der die Turbine antreibt und Strom erzeugt. Das Prinzip der Dampferzeugung durch Kernenergie ist mit dem Erhitzen eines heißen Topfes vergleichbar. „Kochendes Wasser“ entspricht der Heizpackung des „Hot Pot“, und das Essen im „Hot Pot“ entspricht dem entsalzten Wasser nach der Entsalzung von Meerwasser. Das Heizpaket erzeugt Wärme, um das Essen im darüber liegenden heißen Topf zu erhitzen, aber die beiden berühren sich nicht und das Heizpaket verschmutzt den heißen Topf nicht. „Heqi Nr. 1“ nutzt den Sekundärkreislaufdampf der Kernkraftwerksblöcke 3 und 4 von Tianwan als Wärmequelle und sendet Dampf mit 1,8 MPa und 248 Grad Celsius über ein unabhängiges Rohrleitungsnetz an die petrochemische Industriebasis Lianyungang.

Das Kernkraftwerk selbst verfügt über vier Sicherheitsbarrieren, die die Sauberkeit und Sicherheit der Kerndampfversorgung aus der Quelle gewährleisten. Im Dampfversorgungssystem zwischen dem Kernkraftwerk und der petrochemischen Anlage findet nur ein Wärmeaustausch statt, ohne dass es zu einem stofflichen Austausch von Wasser oder Dampf kommt. Dadurch wird zusätzlich gewährleistet, dass die nukleare Dampfversorgung sauber, sicher, zuverlässig und strahlungsfrei ist.

Im Vergleich zur herkömmlichen Dampferzeugung mit Kohle werden durch die Kernenergie die Kohlenstoffemissionen bei der Dampferzeugung erheblich reduziert. Es wird geschätzt, dass die durch die Spaltung von 1 Kilogramm Uran-235 erzeugte Wärme 2.700 Tonnen Standardkohle entspricht und eine Tonne Standardkohle 5,5 bis 8 Tonnen Dampf erzeugen kann. Dies bedeutet, dass durch die jährliche Dampfversorgung von „Heqi Nr. 1“ der Verbrauch von rund 400.000 Tonnen Standardkohle für die petrochemische Basis reduziert werden kann, was einer Reduzierung der Kohlendioxidemissionen um 1,07 Millionen Tonnen entspricht, was einer zusätzlichen Aufforstungsfläche von 2.900 Hektar entspricht.