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摘要：目前，核电站采用了三代核电技术，并采用电锅炉来提供辅助蒸汽。电锅炉不仅启动和提供蒸汽的速度快，而且具备显著的环保性，占地面积较小，本文针对电锅炉在核电站中的应用优势、工作原理以及需要改进之处等方面展开了相应的分析与研究。
关键词：电锅炉；核电站；辅助蒸汽；应用分析
一、引言
现阶段，核电站的辅助锅炉有三个类型，分别是燃煤锅炉、燃油锅炉以及电锅炉，而由于燃煤锅炉的运行系统具有一定的复杂性，且设备也比较多，锅炉的运行与后期维护在一定程度上增加了工作人员的工作量，同时，为了符合国家环保政策的相关要求，燃煤锅炉与燃油锅炉还要配置除尘器等卫生清洁设备，影响核电站的卫生环境。电锅炉在核电站的应用是在机组冷启动或者是停机的时候投入生产，给常规岛与核岛的多个系统的运行提供辅助蒸汽，其应用优势不仅体现在工作效率高，同时其清洁电能可以作为输入能源来投入使用，这在极大程度上有利于保护自然环境，节能环保。为了全面认识电锅炉在核电站的应用情况，本文针对电锅炉其应用优势、工作原理以及需要改进的问题一一进行简单的阐述，有利于提升电锅炉的应用效果，推进核电站的整体发展。
二、电锅炉在核电站的应用
（一）电锅炉概述
现阶段，电锅炉可以分成电加热管型与电极型两种电锅炉，对比来说，电加热型电锅炉的容量比电极型小，其参数也较低，因此大多数情况下是用作于采暖，无法满足核电站的应用需求，因此，本文主要是针对电极型电锅炉展开分析。
电锅炉的运行系统非常简单，辅助设备中包含了锅炉、除氧装置、给水泵、补水泵、排污罐以及专用变压器等，与其他锅炉相比，设备较少。
（二）电锅炉的应用优势
由于我国加大了“煤改电”政策的推广力度以及落实，电锅炉的应用逐渐广泛起来，这是因为电锅炉具备节能环保与清洁能源的基本特性，符合现阶段我国提出的节省能源、减少排放的环境保护理念，承担起绿色工业的环保使命。
电锅炉在应用过程中不会产生或者排放有害气体，也不会产生噪音、粉尘等环境污染问题，同样也不会导致空气闭塞或者是引起干燥等问题。电锅炉的启动速度较快，即开即用，从而创造了卫生清洁的工作环境。
如表1所示，与燃油锅炉相比较，电锅炉是比较具有应用优势的。
表1 电锅炉的应用优势分析
（三）电锅炉的应用原理
如图1所示，在电锅炉的应用过程中，加药罐中完成加药的水通过补水泵给除氧装置进行输送，给水在除氧装置中完成加热与除氧工作后，使得给水泵的压力上升，并将其输送到锅炉底部的储水装置中。在锅炉本体上的循环水泵把该装置中储存的水输送到中心集箱，在这一过程中，水经过喷嘴向其周边的电极进行喷射，这时水就会具备一定的导电率，从而产生电阻而实现发热，水的表面就能够产生蒸汽，而未能够蒸发的水会从电极往下流向指定的中性电极，再次循环进行发热，并产生蒸汽，剩下未能蒸发的水会再次进行循环。最后，产生的蒸汽会通过汽水分离装置完成分离工作，而符合要求的蒸汽就会被输送到辅助蒸汽系统中去。
图1 电锅炉的应用原理图
三、电锅炉在核电站的应用问题与思考
（一）电锅炉在核电站的应用问题分析
通过上文对电锅炉的应用原理分析，可得知电锅炉给水通常情况下是不导电的，在其应用过程中，要在锅水中加入磷酸钠盐来提升水的导电率，而该电解质是可溶非挥发性的化学物质，当蒸汽的压力不超过20MPa的时候不需要考虑其在蒸汽中的溶解问题，但是，在饱和蒸汽中难免会产生水滴，而化学物质就会被水滴一起被输送到蒸汽设备中去，尽管电锅炉蒸汽中的水含量比较低，但是因为锅水的电解质化学浓度比较高的影响，其蒸汽中的化学物质的含量就会随之升高，而经过系统中的多项工作，就一定会提升钠离子的浓度以及阳离子的导电率，这就是电锅炉在应用过程中的主要问题。
（二）优化电锅炉应用效果的相关思考
电锅炉中锅水所具有的导电率会随着其盐分浓度的变化而产生变化，并且在一定程度上也会受到温度因素的影响，因此，计算导电率与锅水的钠离子浓度的过程并不是采用一个简单的公式就可以完成，而选择磷酸三钠当做是电解质也是由于其在温度变化的环境影响下能够保持相对稳定的导电率。
在锅水的盐分组成与温度因素的影响情况下，其导电率与钠离子浓度呈现出线性关系，比如核电站电锅炉的压力是1.1MPa，温度在200℃，锅水导电率在1650µs/cm的情况下，锅水的钠离子浓度大约是360mg/L，而导电率在850µs/cm，其钠离子浓度大约是180mg/L，由此可知，锅水钠离子浓度会随着导电率的增加而增加。
因此，结合电锅炉的应用经验与科技的应用与进步，在其运行过程中，可以采用多种方式有效降低锅水钠离子浓度：
（1）选择联氨作为除氧剂，联氨具有良好的挥发性，不会额外增加固体颗粒，或者是提升锅水的导电率，同时联氨可以中和冷凝水所具有的酸性。
（2）在用户端上增加两级汽水分离装置，将随着蒸汽产生过程中携带的冷凝水滴进行分离，从而将钠离子浓度实现降低。
（3）通过“大拉小”方案，让锅炉的出力值不超过额定值，降低锅水的钠盐比例，从而降低钠离子浓度。
（4）增加蒸汽转换装置，在除盐水之外，将锅水作为二次蒸汽，从而降低钠离子浓度。这一方式的应用要注意的是提升锅炉的出力值以及出口压力，并且要求在设备方面要加大初期投资。
四、结论
电锅炉在核电站的应用具备显著的优势，远超于燃煤以及燃油锅炉，且由于喷射电极型电锅炉中钠离子浓度较大的问题一经改善，应用技术的逐渐加强，其在全球范围中的核电站得到了广泛的应用。此外，因国际原油价格变化的作用，燃油锅炉的应用成本也不断的增加，同时，在国家政策的实行与支持下，电锅炉的应用成本较低，在经济投资方面更具优势，在应用上也更具安全性、可靠性以及环保性，在极大程度上提升了核电站的工作效率。
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论文作者:侯延栋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/30
标签：电锅炉论文; 核电站论文; 蒸汽论文; 浓度论文; 锅炉论文; 离子论文; 电极论文; 《电力设备》2017年第28期论文;