摘要：介绍了防城港核电一期BOP项目中，YA/YB、HX1,ZB三个子项的设计方案，从工程管理及设计经验对项目进行总结，以供同类项目进行参考。
关键词：核电站；BOP ；设计；防城港核电一期
0 引言
核电站是利用一座或者若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。其核心是核反应堆，链式裂变反应就在其中进行。将原子核裂变释放的核能转换成热能，再转变为电能的系统和设施，通常称为核电厂。
1 我国核电发展现状
在我国的电力结构中，各种能源的发展都存在局限性，而核能，作为清洁、可大规模发展的替代能源，已成为我国能源发展战略的一个重要选择，相比其他能源，核电的发展具有独特的优势[1]。
自从1954年苏联第一座5MW试验性核电厂投运以来，核电在许多国家和地区已承担基本负荷，目前世界上30多个国家已经有运行核电机组，核电已占世界总发电量的20%左右早在20世纪70年代国务院就做出了发展核电的决定。如今我国已经成为世界上少数几个拥有比较完整核工业体系的国家之一。我国第一台商业核电反应堆是1991年投入运行的秦山核电站1号机组，净功率为279MWe。目前，全国已经有11台核电反应堆投入商业运行，净装机容量8587MWe，另有11座共11020MWe的核电反应堆在建[2]。
发展核电是和平利用核能的主要形式，是国家能源战略的重要环节。处于经济发展的需要，2005年我国制定了核电建设中期规划，核电进入积极发展阶段。
2 防城港核电站简介
广西防城港（红沙）核电站位于广西自治区防城港市港口区光坡镇红沙村，由中国广东核电集团与广西投资集团共同投资，中国广东核电集团负责工程建设和运营管理。
广西防城港核电项目是我国北部湾地区首个核电项目，项目规划建设6台百万千瓦级压水堆核电站，一次规划、分期建设。其中，一期工程规划建设两台百万千万级压水堆核电机组，首台机组于2014年建成投入商业运行。
3 防城港核电辅助设施(BOP)子项介绍
核电站的设计包括常规岛及电站辅助设施(BOP)设计，本文主要介绍BOP中以电厂化学专业为主导的三个子项：YA/YB（除盐水车间及室外设施），HX（制氯站），ZB（制氢站）。
3.1 YA/YB子项（除盐水生产车间/除盐水存储罐）
广西防城港（红沙）核电站淡水水源来自防城港市官山辽水库，由长岐左干渠从防城河引水补充官山辽水库来水的不足，最后经官山辽水库调节后，经净水厂混凝、澄清、过滤工艺达到生活饮用水标准（SEP）后送往除盐水生产系统（SDA）。从净水厂来水经过阳床、阴床处理后，水中的阴、阳离子分边被阴床和阳床的树脂交换。阴床出水即为一级除盐水，一级除盐水经过混床交换，进一步去除一级除盐水中微量的阴阳离子，得到二级除盐水。制得合格的除盐水分别储存在常规岛除盐水分配系统SER除盐水箱和核岛除盐水分配系统SED除盐水箱中。
除盐水生产系统按六台机组统一规划，系统出力为5×127m3/h。除盐水站一期投入3列离子交换设备可满足1、2号机组需求，二期将投入1列离子交换设备以满足3、4号机组的需求。
系统流程为：净水站来清水→清水箱→清水泵→活性炭过滤器→逆流再生阳离子交换器→中间水箱→中间水泵→逆流再生阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱。
正常情况下，系统全部自动运行。同时操作人员也可以在控制盘上手动控制设备启停。
系统进水水质经过上述系统处理后能达到如下技术指标：
浊度：<2NTU电导率（25℃）：<0.2μs/cm
游离余氯：<0.05-0.3mg/L二氧化硅：<20μg/L
化学耗氧量（CODMn）<3mg/L钠：<2μg/L（期望值）
PH:6-8.5铁：<5μg/L（限定值）
水压：～0.2MPa氯化物和氟化物<10μg/L
悬浮物固体<50μg/L（经煅烧后）
硫酸根含量<10μg/L
游离余氯：<0.05-0.3mg/L
化学耗氧量（CODMn）<3mg/L
PH:6-8.5（25℃）
水压：～0.2MPa
3.2 HX1制氯站
防城港核电站一期工程1号和2号机组的循环水处理系统采用电解海水制氯方案。建设一座制氯站。
电解海水制氯的原理是采用电解氯离子浓度大于8000mg/L的海水，形成含有效氯浓度约1500mg/L左右的次氯酸钠溶液。将此溶液加到循环冷却水中，以抑制或者杀死海洋生物的幼虫或孢子，防止海洋生物附着和滋长在循环冷却水各回路的管壁上，保证上述各回路不受海洋生物污损，从而达到凝汽器和热交换器有良好的传热性能目的。每台机组对应两套电解制氯设备。
电解海水制氯系统由自动反清洗过滤器及次氯酸钠发生器和次氯酸钠储罐组成并包括冷却水及酸碱等辅助系统。
电解海水生成的次氯酸钠贮存在贮存罐，然后利用重力自流投加到循环水泵房各个加药点。
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海水特性
物理特性：
制氯装置入口温度：8.9～35℃
总固形物：4.62～31.69g/L
溶解固形物：4.56～31.62g/L
悬浮固形物：3～43mg/L
总硬度：16.19～116.90mmol/L
pH:7.45～8.07
化学成分：
Cl-：2544～17103mg/L
Mg2+：167.1～1122.0mg/L
Ca2+：48.23～771.10mg/L
Na+：1415.0～9799.0mg/L
K+：86.97～532.53mg/L
电解制氯装置的特性
发生器产氯量：136kg/h/台
次氯酸钠浓度：1500mg/L
海水泵流量：200m3/h
整流器/变压器直流输出：3375A，160～180V
电解槽进出口压差：0.35MPa
次氯酸钠贮存罐容积：2×50m3
酸洗罐容积：4m3
3.3ZB制氢站
防城港核电厂工程（制氢站）按1～6号发电机组一次建成，包括水电解制氢设备和氢气分配系统。该制氢设备及氢气存储设备布置于ZB厂房内。
SHY系统的功能是用电解除盐水的方法生产氢气，经干燥纯化后，将质量合格的氢气送至中压贮氢罐，由减压站减压后，通过管网送往常规岛和核岛，供发电机启动充氢、电站正常运行时补充氢气泄漏和核岛用户使用。
氢气站的主要供气对象有两个
— 核岛RCV系统（化学和容积控制系统）
• 核岛反应堆冷却剂系统的加氢；
• 补充该系统的氢气泄漏。
— 常规岛GRV系统（汽轮发电机组氢气冷却系统）
• 对常规岛汽轮机发电机组进行冷却并充灌发电机；
• 补充该系统的氢气泄漏。
制氢系统由电解系统、气液分离系统、碱液循环系统、氢气干燥纯化系统、加水配碱系统、闭式除盐冷却水系统、排污系统、氮气置换系统、仪表气系统、气体分析系统、配电系统组成。
电解除盐水制氢装置主要包括：电解槽、干燥纯化装置、补水配碱装置、闭式冷却水装置、氢气压缩机、氢气减压分配盘、中压贮氢罐等。
单台装置产气量为10Nm3/h，氢气产量应能在0至10Nm3/h之间自动调节。
经过该系统产生的氢气特性
氢气纯度：（H2+D2）≥99.99%（按体积计）
氧气含量：≤5ppm（按体积计）
氢气露点：≤-61℃
最高供气温度：45℃
管网的氢气压力：1.1±0.05MPa（abs）
氢气流速：≤10m/s
4防城港核电BOP电厂化学专业设计总结
4.1项目管理
核电项目建设是一项多方参与，多专业协调、多方位推进多工种交差作业，六级进度管理、六大控制贯穿始终的繁杂系统工程，建设期间有位数众多的合同商为了保证各合同商在设计、施工、制造、安装、调试等阶段工作的有序开展和设计输入输出资料的正常提交，认真的严格管理各种接口是业主和其他参与单位必须认真对待的管理课题[3]。
鉴于核电设计要求和常规电站不同，对于首次参加核电工程的设计分包单位，为在出版的文件在编码、表达方式、深度等方面为符合程序要求，相关单位必须投入足够的人力和精力做好前期的核电文化宣贯和设计交底培训，加大内部设计审查力度和比例，提高文件质量。
主要做好几下几点：
4.1.1以IED为主线，做好进度管理工作
IED为出图计划清单，配备进度管理工程师跟踪管理项目出图进程。
4.1.2做好接口交换工作
按照接口管理程序要求制定接口交换清单，协调好分包单位和之间，分包院和供货商之间的接口交换，做到提交和审查及时、内容完整、准确。
4.1.3做好经验反馈
积极收集参考电站和在建项目设计和施工过程中遇到的问题，避免同类问题在防城港项目再次出现。
4.2设计经验总结
YA/YB,HX,ZB子项采用的是常规火电厂采用较为成熟的系统，对比熟悉的常规火电厂的在施工图设计中有以下几点不同。
4.2.1水箱的设计上：常规岛水箱设计为3600m3，我们没有类似的设计经验，只有经过查阅图集，收集气象地理相关数据按照规范进行工艺计算，根据计算书进行水箱设计，做到了设计图纸有理论依据做支撑，规范了今后水箱图纸的设计。
4.2.2系统支吊架的设计更细致，支吊架的编号唯一，并且图纸上会体现支吊架在图纸上的距离及方位，更直观立体，便于施工单位更快的找到支吊架的位置及施工定位。
4.2.3每个设备管道及阀门都有独立的编码，编码不能重复。由于控制系统是按设备编码编写的，为与控制逻辑一致在设计时需要注意设备编码平面布置与系统流程图的逻辑顺序的关系。特备在制氯站的设计上，流程图中1号海水泵来水管对应的应该为1、2号电解装置，并对应到1号机加药点， 2号机组同理。如果不考虑到管道连接与逻辑控制的关系，就有可能启动2号海水泵加药到1号加药点，对有一台机组停运一台机组启动的时候，系统运行错误导致工程运行及安全产生风险。
4.2.4与常规火电相比各个专业设计配合更紧密。在不了解相关专业的设计意图时应该多沟通，避免设计失误，造成施工的返工。由于核电节点管理及人员考核非常的严格，工程进度及施工要求非常高，虽然也许只是多埋了一条管道也会导致整个沟道设计失去了设计意义，需要从源头找到原因，影响整个项目的进度。
4.2.5电力设计安全是放在第一位的，核电站的安全尤为重要，虽然这几个子项执行安全功能，并不意味着可以减轻设计的安全意识。特别是制氢站的设计，制氢站氢气放空管的高度，氢气管支架的设计都需要按照设计规范还要考虑施工及验收规范。必须尽一切可能满足规范。
5 结束语
核电一期施工图设计施工到完成接近5年的时间，周期长，资料接口多，程序繁琐，耗费了大量的人力和物力。设计过程中打破设计一般火电厂的思维习惯，对细节以及安全方面的考虑更为深入，设计成品的把关更为严格。参加我国北部湾地区首个核电项目的设计，并且与优秀的设计团队合作，吸取合作单位的经验，对提升自己的设计水平大有裨益。同时，参与核电BOP项目的设计，开阔我公司的核电设计市场份额，使得我公司在日益严峻的电力设计市场中夺得先机。
参考文献：
[1]李颖，邓偊，朱青。江西铀矿企业发展循环经济的评价指标体系构建[J].东华理工大学学报；社会科学版，2009（1）:17.
[2]闫强，王建安，王高尚。核电发展战略研究[J].中国科技论坛，2009（9）:18
[3]游震宇。核电厂项目设计接口管理分析[J].项目管理，2010（2）：25
论文作者:钟莉莹,张学禅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/9
标签：核电论文; 氢气论文; 防城港论文; 系统论文; 盐水论文; 机组论文; 核电站论文; 《电力设备》2017年第29期论文;