毛先亮

（中核核电运行管理有限公司，浙江 嘉兴 314000）

0 引言

在我国经济快速发展以及社会用电负荷不断增加的形势下， 给电力企业带来了更大的电能生产压力。 而且随着我国核电技术的进步，我国的核电站建设数量也在不断增加，缓解传统火电厂电能生产压力的同时，也对保护环境起到重要作用。 在电厂中，厂用电率是一项十分重要的技术经济指标，厂用电率的降低能降低发电企业的生产成本， 提高经济效益。CANDU6 重水堆核电厂由于设计特点，其综合厂用电率不但高于同装机容量的火电机组，也高于压水堆核电机组，因此降低厂用电率十分必要。

1 C AN DU 6 核电机组综合厂用电率计算方法

综合厂用电率是指统计周期内考虑有外购电情况下全厂发电量和上网电量的差值与全厂发电量的百分比。

为综合厂用电率；发电机发电量；为关口电量， 即主变高压侧正向有功电量；为外购电量，即启动/备用变压器反向有功电量，该电量为主变检修时电网通过启动/备用变压器反向供电的电量；为互供电量，即主变高压侧反向有功电量，该电量为大小修期间机组停运后电网或其他机组通过主变反向供电的电量。

通过以上计算公式可知，降低综合厂用电率主要有两条途径，一是提高发电量；二是降低机组厂用电，包括外购电量和互供电量。

2 降低厂用电率的原则和组织措施

2.1 降低厂用电率的原则

降低厂用电率的总体原则如下：（1） 纵向对比原则：机组与自身最佳厂用电率进行对比，挑战自我，追求卓越。 （2）能耗降低原则：工艺系统降低生产用电能耗，办公场所降低非生产用电能耗。 （3）效率提高原则：通过系统改造、运行方式优化等方式提高设备运行效率或机组功率水平。 （4）保守决策原则：降低厂用电率必须保持机组稳定运行为前提。

2.2 降低厂用电率的组织措施

2.2.1 严格风险管控，确保不发生非计划停堆停机

从厂用电率计算公式计算分析，大小修工期对厂用电率影响较大。 原因是机组停运会增加外购和互供电量，同时机组启停阶段厂用电率较高。 因此，要降低综合厂用电率， 首要的是保证机组安全稳定运行，确保不发生有人员责任的非计划停堆停机事件。 为此电厂编制了《生产活动运行风险控制》管理程序，按照要求组织日常的检修和运行操作，确保风险受控。 同时加强人员培训，提高人员技能。 持续优化大修工期、严格控制非计划停堆停机导致的小修，最终减少大小修造成的发电量损失。 积极与电网调度部门沟通，减少调停、降功率运行造成的发电量损失。

2.2.2 成立节能减排工作领导小组，落实主体责任

在电厂成立“节能减排工作领导小组”，负责领导开展常态化节能减排和控制厂用电率等工作。 领导小组由电厂总经理担任组长， 组员包含了电厂生产运行、维修、技术、安全质量领域主管领导及运行、技术等相关处室负责人；下设节能减排办公室，由经营计划处负责人担任办公室主任，电厂每年编制节能减排工作计划，开展节能减排宣传和实施改进活动。 编制《厂用电管理》管理程序，明确了降低厂用电工作的各归口处室职责，将工作落实到程序中，使之成为常态化的工作。 为了更好地跟踪厂用电率的控制情况，电厂开发了厂用电率计算软件模块，定期统计厂用电数据，分析厂用电绩效指标完成情况，掌握厂用电变化趋势。 制定奖励措施，对降低厂用电量做出突出贡献的部门予以奖励。

2.2.3 强化节能减排理念

节能减排是公司的一项重要工作，有助于提高公司业绩，必须全员重视。 在公司倡导节能减排意识，办公区域严格节能减排要求，养成随手关灯，下班关闭空调、电脑和打印机的习惯，夏季设定空调设定值不低于26℃，冬季不高于20℃。

2.2.4 严格控制高能耗变更改造项目

对涉及耗水、耗电、耗气的变更改造项目，在项目评估阶段对其必要性、经济性进行充分论证，严格审批立项。

3 增加发电量的实践

在CANDU6 核电机组运行初期， 主要通过汽轮机、叶片等改造，提高机组出力，在机组稳定后电厂主要采取了以下措施。

3.1 降低蒸汽发生器排污流量

给水在蒸汽发生器中的蒸发，导致给水中不易挥发杂质在蒸汽发生器内沉积。 随着运行时间的增加，这些杂质积累得越来越多，会导致蒸汽发生器传热管因腐蚀而发生破裂。 为了控制杂质的积累，蒸汽发生器排污系统对四个蒸汽发生器进行了连续排污，将含有浓缩杂质的水排出，每个蒸汽发生器的排污流量为1.5 kg/s。 连续的排污造成热量的损失和除盐水的流失。通过对二回路水质的长期监测， 电厂将蒸汽发生器连续排污流量从1.5 kg/s 调整为1.0 kg/s， 预计机组电功率能增加0.2 MW，一台机组每年可增加发电量约为160 万kWh。

3.2 优化汽轮机调门全行程试验周期

汽轮机调门的作用是调节进汽量， 将汽轮机功率和转速控制在设定值，在汽轮机脱扣时防止超速。 调门全行程试验的目的是验证所有调门能正常全关和开启，阀门无卡涩。 试验周期设计为1 个月1 次，每次试验时需降功率至90%。电厂组织安全论证，通过评估修改了技术规格书中对调门的相关限制条款， 将调门试验周期调整为3 个月1 次， 从而减少了发电机降功率的次数，调整后全年可增加发电约100 万kWh。增加了发电量的同时减少了机组升降功率所带来的风险。

4 降低厂用电的实践措施

4.1 优化维持真空泵的运行

CANDU6 核电机组抽真空系统有三台维持真空泵和一台启动真空泵， 其主要功能是在机组启动期间抽除汽机内部的空气， 正常运行期间抽除漏入与凝汽器相连设备的空气和由于化学水处理产生的非凝结气体， 以维持凝汽器压力在合适的值， 保证汽机正常运行。 按照设计的运行模式需要在夏季凝汽器压力高时启动第二台以及第三台维持真空泵， 而根据启泵后的实际情况来看， 维持真空泵只能抽除漏入凝汽器以及相关管道内的空气，启动第二台、第三台对缓解因凝结水温度上升而引起真空的上升没有任何帮助。 凝汽器真空直接与海水温度直接相关， 与维持真空泵的运行没有关系， 一台维持真空泵运行足以将漏入系统的空气以及不凝结气体排出。 因此，无论是冬季还是夏季，电厂均采用只运行一台维持真空泵的方式， 少运行一台凝汽器维持真空泵一年可节约厂用电约93 万kWh。

4.2 优化凝汽器循环水泵的运行

CANDU6 核电机组共有两台凝汽器循环水泵（简称CCW 泵）， 其功能是利用海水向汽机厂房内的凝汽器提供足够流量的冷却水， 以保证电站在额定运行工况时， 汽轮机低压缸排汽口和凝汽器汽侧维持在额定背压。 正常功率运行时两台CCW 泵均保持运行。在机组小修或调停期间，通过停运其中一台CCW泵， 保持一台运行以维持凝汽器真空的方式可节约部分厂用电。 一台循环水泵停运一天可节省厂用电约6.8 万kWh。

4.3 优化再循环冷却水系统泵、热交换器模式切换的准则

再循环冷却水系统（简称RCW 系统）功能是向反应堆厂房、辅助厂房和汽轮机厂房中对水质或压力要求而不适合用海水来冷却的设备提供冷却水。从电站设备吸收的热量通过RCW 热交换器传递给重要海水冷却水系统（RSW 系统），并最终释放到大海之中。RCW 系统是一个闭式系统，通过两个自动的旁路控制阀控制系统压力。 正常运行时，保持两台RCW/RSW 泵和两台热交换器运行，在夏季高温时，三台冷却泵（RCW/RSW 泵）运行，三台RCW 热交换器投运，极端高温时四台RSW泵和四台热交换器均投运，一般根据海水温度进行模式切换。 根据长期的实践，电厂对RCW 泵、热交换器模式切换的条件进行了优化， 将切换条件由海水温度改成RCW 旁路控制阀的开度，同时通过对RCW 系统运行参数长期跟踪，逐步修正通过RCW 旁路控制阀开度切换的阈值。切换条件修改后三台RCW/RSW 泵运行的时间缩短，两台热交换器换热模式向三台热交换器换热模式切换时间比原来推后，三台热交换器换热模式向两台热交换器换热模式切换时间提前， 同时四台RSW 泵和四台热交换器换热模式时间缩短。 通过一年的实践，节约厂用电约110 万kWh。

4.4 优化空调、风机和厂房加热器的运行

通过对生产厂房房间温度控制范围进行分析，调整各房间空调、风机和加热器的运行方式，降低能耗。在夏季时，关闭或关小空调新风风门，优化部分空调的设定值，提高空调的运行效率。 部分房间送风机的运行会将室外高温的空气送入室内，反而不利于房间温度控制，将这些房间的送风机停运，不仅降低了房间温度，也减少了能耗。 在冬季时，为了控制厂房部分区域的室温，需要投运房间的电加热器。 通过实践优化各房间的电加热器的投运，在房间的温度仍能满足要求的前提下停运部分电加热器，对于部分长期无人的区域，则停运全部加热器。 在迎峰度冬期间，共停运了加热器36 个，总功率为869 kW，预计一年可节约厂用电约100 万kWh。不投运加热器同时减少了运行迎峰度冬期间的加热器投运和停运操作。

4.5 优化空调冷冻水循环泵的运行

主给水泵房空调机组设计在夏季高温时为主给水泵房等有温度控制要求的房间提供冷却。 在冬季空调保持停运。 原设计在空调停运后，位于室外的冷冻水循环泵需保持一台运行，防止系统内的冷冻水结冰而损害设备和管道。 根据对冬季历史最低温度的统计，发现在系统内乙二醇浓度满足要求时，可以不运行循环泵，系统内的冷冻水不会达到冰点。 于是电厂经评估后升版了运行规程， 在主给水泵房空调停运后，通过对冷冻水回路取样分析，确认乙二醇含量不低于20%后，保持两台冷冻水循环泵停运。 此项操作一年可节省厂用电约13.5 万kWh。 循环泵停运后同时减少了每月一次的切换操作。

4.6 优化RCW 备用系统的投运

RCW 备用系统的目的是在机组计划停堆检修期间， 替代RCW 系统给那些必须连续冷却的用户提供足够的冷却水， 从而将RCW/RSW 系统退出运行，实现对RCW/RSW 系统的阀门/管道等的维修或更换。为了确保在机组大修期间RCW 备用系统的可靠运行，大修前会安排RCW 备用系统的检修， 检修完成后安排试运行一段时间，一般为一个月左右。电厂通过编制RCW 备用系统检修后的启动方案，在检修完成后启动系统试运行一周左右， 验证系统设备运行正常并调节系统水质至合格后停运系统， 在大修RCW 系统停运两至三天前再启动备用系统， 减少RCW 备用系统的运行时间，从而节约部分厂用电。经计算，RCW 备用系统少运行一周可节省约15 万kWh。

4.7 优化电站厂房照明

厂房照明是电站厂用电的一部分，对照明主要采取以下两种方式节能，一是室外采用光控开关改变长明的运行方式、管廊等独立区域采用声控开启、延时关闭的运行方式；二是采用节能灯和LED 照明灯替代传统的照明灯。 尤其是LED 灯具的使用，功率可下降至原灯具的一半以上，使用寿命一般为50 000 小时以上，是原灯具的8～10 倍。 考虑到成本因素，目前电厂采取的策略是逐步进行更换和改造。 更换完成后电厂可减少大量的灯具备件，同时也节约了大量的管理和人力成本。

4.8 变频节能改造

采用先进的变频技术对长时间连续运行的转动设备进行升级改造，达到节能的目的。 目前已对水处理厂的部分小型耗电转动设备进行了改造，出于成本的考虑，目前大型设备还不具备升级改造条件。

5 后续改进措施

通过以上的措施，节约了部分厂用电，取得了一定的成绩，在增加发电量和节约厂用电的同时，还可减少部分运行操作和设备维护。随着CANDU6 核电机组的运行，机组逐渐老化，传热效率下降，导致机组出力可能减少。 后续的改造方向主要有通过技术改造提高反应堆功率、对长时间连续运行的转动设备进行变频改造或优化其运行方式、对功率因素较低的电机增加就地补偿装置、对蒸汽发生器排污流量进行再回收利用、 优化部分定期试验和操作以减少设备运行时间、动态控制厂房温度以减少空调耗能、在厂区增加光伏发电等。 总之，降低厂用电，节能减排是一项长期的工作。 电厂应认真开展节能评价工作，深挖潜力，集思广益，使节能工作取得实效。