（中核核电运行管理有限公司 浙江嘉兴 314000）
摘要：秦山核电站30万千瓦机组运行25年来，由于中国大陆第一座自行设计、建造的原型堆核电站，在设计和设备上存在较多的不足，导致机组在首次并网运行后近十年运行业绩不佳，非计划停机停堆次数较多，机组能力因子较低，年度发电量不稳定。自2000年开始，电厂从技术和管理两方面入手，通过顶层规划、实施大规模技术改造项目，提高改进电厂管理水平等一系列措施，电厂的运行业绩显著提高，企业取得了良好的社会效益和经济效益，其成功的经验值得其它核电厂借鉴和学习。
关键字：核电机组；运行业绩；提升；实践
1 前言
秦山核电30万千瓦核电机组是中国大陆自行设计、自行建造的第一座原型堆核电站，1991年12月15日并网发电，1994年4月投入商业运行，自1991年并网发电到现在已有整整25年。在机组运行初期，由于设计上的不够完善，国产设备制造技术水平较低，电站员工核安全意识培养初步探索，运行检修经验缺乏等问题的存在，导致电站非计划停机停堆的次数较多，机组被动停堆检修和改造，运行业绩受到严重影响。2000年起，秦山核电针对机组的情况开始进行全面整改，对已经有问题或可能发生问题的系统或设备进行改造，成果开始显现，机组的运行状态明显改善，各项性能指标全面提升。
2 提升前的机组运行情况
2.1 发电量不稳定
2.1.1 年发电量
秦山核电30万机组自1991年底并网至1999年，发电量走势处在较低水平，且波动起伏较大，期间最高发电量22.25亿千瓦时，最低发电量5.23亿千瓦时，8年内平均发电量15.49亿千瓦时，低于历史总平均（21.43亿千瓦时）年发电量27.71%。
2.1.2 分月发电量
通过对1992年-1999年分月发电量和月平均发电量的统计数据比较发现，此期间平均月发电量1.29亿，低于历史平均值27%。月发电量低于历史平均值的月份占此期间总月份的55%，且80%以上的年份连续三个月发电量低于历史平均值。其中发电量最低的3个年份：1992年平均月发电量为0.44亿千瓦时，全年12个月发电量均低于历史平均值；1998年平均月发电量0.97亿千瓦时，全年有8个月发电量低于历史平均值；1999年平均月发电量0.61亿千瓦时，全年有9个月份电量低于历史平均值。
2.2 负荷因子值偏低
1992年-1999年（1991年因发电第一年且不足一年，不计在内），负荷因子最高值84.44%，最低值19.85%，平均值58.92%，低于78.98%的历史平均值25.4%。统计期间8年中有6年的数据低于历史平均值。
2.3 能力因子值偏低
1992年-1999年（1991年因发电第一年且不足一年，不计在内），能力因子最高值86.8%，最低值20.1%，平均值60.49%，低于79.29%的历史平均值23.22%。统计期间8年中有5年的数据低于历史平均值。
2.4 非计划停机停堆次数偏高
1991-1999年共发生非计划停机、停堆事件56起，占历年全部事件78%。平均每年发生6.2起。其中设备原因导致的占70%，人因导致的占28，其它因素导致的占2%。非计划停机停堆的发生严重影响了机组的正常发电。
2.5 大修衡量指标值不理想
2000年以前，两次大修间最长功率运行天数最小值为83天（C4燃料循环期间），最大值为188天（C3燃料循环期间），平均最长功率运行天数151.25天，低于历史平均值（322.06天）53%。最短大修工期达55天。
3 提升机组运行业绩的主要措施
从2000年开始，秦山核电厂总结自发电以来的经验教训，从技术和管理入手，加大机组技术改造的人力、物力和资金投入，采取各种管理手段，从而提高设备的可靠性，减少人因失误，以达到减少发电量损失，提高机组的运行业绩的目的。
3.1 实施重要技术改进，提高设备可靠性
通过运行反馈，对不合理和不完善的设计进行修改，对已经有问题或可能发生问题的设备进行改造，才能保证反应堆长期、安全、可靠的运行。2000年，秦山核电制定了第一个五个规划（2001-2005），第一个五年规划根据并网发电以来的经验教训，将机组设备的技术改造作为一项重要战略任务，进行规划和实施。在此5年期间实施了国债技改项目——秦山三十万千瓦核电机组技术改造项目等重特大技改项目，大大提高了机组设备的可靠性。第二个五年规划（2006-2010）中又规划并在历年大修中实施了一系列的重特大技改项目，如反应堆压力容器顶盖更换、仪控系统综合改造项目等，使机组设备可靠性提高到一个新的水平，提高了机组的运行业绩。
3.1.1 秦山三十万千瓦核电机组技术改造项目
本技术改造项目具体按照33个子项组织实施设备系统改造。为了确保电厂正常的运行，各子项改造实施工作必须在电厂停产换料检修时进行，计划安排在第六、七、八次换料检修时安装实施。2005年底，完成本次技术改造项目涉及的设备、土建、公用设施、安装工程，并投入使用。秦山三十万千瓦核电机组技术改造项目四个尾项工程项目也于2007年底完工，并于2008年投入运营。秦山核电站经过本次技术改造工程实施后，在WANO十项技术性能指标方面，与世界中值水平的差距明显缩小，设计年平均能力因子达到72%，每年能稳定发电18.39亿千瓦时，增发电量1.31亿千瓦时(增加发电能力7.7%)。
3.1.2 反应堆压力容器顶盖更换
秦山核电借鉴反应堆压力容器顶盖更换在国内外核电行业的先例，综合国内外经验，得出秦山核电厂反应堆压力容器顶盖更换是确保核电厂安全稳定运行的主要手段。该项目于2007年在R10大修中实施完成，2008年峻工验收，该项目的胜利完成确保了核电站安全、稳定运行，不仅取得良好的社会效益还取得较好的经济效益，增加发电量1.314亿千瓦时，增加销售收入4387万元。
3.1.3 仪控综合改造
本技改项目总投资主要由企业自筹和申请政府给予的专项优惠政策支持的方式解决，技术上由于不改原有工艺流程，因此电厂正常发电不会带来影响，技改项目实施工作在电厂换料检修、停产期间进行，而在电厂正常运行阶段做好设计、设备制造和采购等准备工作。秦山核电厂仪控综合改造（反应堆保护系统及其相关设备部分）项目的实施在电厂2007年第10次换料大修期间进行，项目于2008年峻工验收。项目实施完成后，保证机组的稳定与安全运行，最终保证了机组的发电能力。取得良好的社会效益还取得较好的经济效益。
3.2 全面提升电厂管理，确保机组安全和稳定
3.2.1 加强安全监督管理、提高安全制度
通过体系认证，建立了危险源辨识系统化的手段，对秦山公司的安全管理体系依照国家安全标准进行了系统化的审查，进一步提高了安全管理水平。大力开展核安全文化建设，建立和维持有效的纵深防御体系，以保证公司员工、公众和环境免遭放射性危害。开展定期的外部同行评估，积极改进评估中发现的问题。要求每位核电员工充分认识核技术的特殊性，要求主控室运行岗位要掌握反应堆和核电厂的基础知识，严谨高度负责地执行各项操作，为可靠的运行决策和行动打下坚实的基础。
3.2.2 加强设备状态管理、提高预防性维修水平
（1）机组十大缺陷管理
加强“十大缺陷”滚动跟踪管理，及时消除影响机组稳定性的隐患，强化机组重大缺陷的处理力度。做好对机组停堆、机组出力影响的单一故障设备的维护和监视；提高缺陷工单的响应率。加强关注缺陷（热点问题）的落实。
（2）加强设备老化管理
针对机组运行时间久暴露出来的设备老化问题，建立设备老化的监测跟踪、老化对象的筛选和分级，开展部分关键设备老化研究。通过老化管理，提高机组的安全性和可靠性，降低非停风险。积极开展以电站延寿为目标的安全设备与大型关键设备的寿命管理工作，制定了老化管理的五年规划，通过国际间同行的交流，与设计院和相关科研院所的合作，建立设备老化数据库结构，研究设备老化机理，开发设备安全评价技术，到2007年底已经基本完成反应堆压力容器中期评估和寿命预测方法研究项目；完成蒸汽发生器实际老化状态评价及寿命评估工作计划和评价方法及程序，并建立了寿命预测模型，为秦山30万千瓦核电机组的延寿奠定了良好的基础。
（3）建立设备的预防性维修管理机制
秦山核电有限公司加强对现场设备运行状态的跟踪、分析与评估，对所有缺陷分级申报，落实跟踪负责人，实现了对缺陷的动态管理。建立了一、二类关键设备/系统和系统/设备功能失效的概念，编制了一、二类关键设备清单。开发了维修大纲，补充完善预防性维修大纲，以保证其完整性和有效性。
3.3 改进技术支持手段，为安全运行提供保障
3.3.1 建立技改和科研项目相关管理制度
在开展科研和技改项目的同时，为了规范管理，秦山核电公司出台了《科研项目管理制度》和《技术改造项目管理制度》，制度规定切合中核集团和国防科工委在科学技术创新的组织管理方面的要求、规定与接口，使公司科研和技改管理适应本公司需要的同时也更好的达到上级主管部门的要求，更科学、规范。
3.3.2 积极开展科技研发项目
秦山核电积极开展科技研发，开展的项目例如：破损泄漏燃料组件的修复、棒位探测器的改进技术、毛细管用抽真空充液装置、主泵3#密封泄漏流流量测量技术研究、核电厂放射性液体流出物排放限值优化研究、2#乏燃料池钢覆面修复技术、1#、2#高压加热器更换现场安装、控制棒驱动轴粘住现象处理、大修信息管理系统、秦山核电公司PPS改造、压水堆核电站绕组无连接点棒位探测器线圈整体绕制方法，其中多个项目获得中核集团科技进步奖或国防科技奖，多个项目获得国家专利，同时培养了一大批的核电人才。
3.3.3 开展科研和技改项目的中长期规划工作
科研和技改规划的主要目的是确保机组的安全、可靠和经济运行，其制定主要考虑了设备的老化、在役检查、PSR（对在运核电站现状的定期审查）弱项、PSA(概率安全分析)弱项、新法规的要求等方面因素，结合当时秦山核电的生产实际，确定研究和改造的方向、范围，以满足电站发展的需要。
4 电厂提升机组运行业绩的效果
4.1 发电量大幅提高
4.1.1 年发电量
发电量除2000年和2002年相比平均年发电量（2000至2016年）和历史平均年发电量较低，自2003年开始，发电量走势表现平稳，电量总体保持在较高水平，2000年至2016年期间的年平均发电量达到24.24亿千瓦时，高于历史平均年发电量13.09%。2012年发电量达到28.44亿千瓦时，创下了历年发电量最高值。
4.1.2 月发电量
2000-2016年，分年度平均月度发电量除了2000年、2002年低于统计期间月度平均值和历史月度平均值，其它年份月度平均发电量均高于历史月度平均值。此统计期间月度平均值高于历史月度平均值14.02%。
4.2 能力因子显著提高
2000-2016年，由于机组的计划和非计划损失电量显著减少，机组的能力因子显著提升。期间各年度能力因子最高值99.94%，年平均值88.14%，高于历史年平均值。2005年，世界WANO性能指标评定中，在9类11项WANO性能指标中，秦山核电有限公司有10项超过世界中值，其中7项进入世界先进值行列，性能指标综合指数排名世界第13位。2012年WANO指标全球排名第一，机组能力因子99.94%。
4.3 负荷因子显著提高
由于机组的计划和非计划损失电量显著减少，发电量大幅增加，机组的负荷因子显著提升。2000-2016年，各年度负荷因子最高值101.19%（2012年，全年无大修和非停），除了2000年、2002年低于统计期间年平均值和历史年平均值，其它年份负荷因子均高于历史年平均值。2000-2016年统计期间年平均值高于历史年平均值11.95%，高于2000年以前年平均值50.07%。
4.4 非计划停机停堆次数大幅减少
通过上述技术和管理手段，机组的运行情况呈现安全稳定的良好状态，非计划停机停堆大幅减少， 2000-2016年，累计发生非计划停机停堆事件15起，平均每年发生不到1起，远远低于历年平均值。
4.5 大修工期缩短，大修后连续功率运行天数大大延长
由于电厂加强了对日常缺陷的应对管理，预防性维修水平的提高，以及加强了设备的可靠性管理，使得年度大修工期大幅缩短，大修后连续功率运行天数大大增加。2000年后，机组有五个燃料循环（C7、C8、C10、C14、C16、 C17燃料循环）创造了连续功率运行天数为全燃料循环天数的纪录。其中，C7、C8燃料循环分别以443天和448天同期创下核工业机组连续功率运行最高记录。2006年，机组C10循环中连续功率运行469天，创下秦山核电有限公司机组连续功率运行最高记录。2014年，机组的R15大修历时18.12天，创造了国内运行核电站换料大修的最短工期纪录。
5 结语
25年来，秦山核电每年投入技术创新资金数千万元，年均130多项，已进行了超过3000项创新改造，总共投入的资金超过10亿元。截至2016年12月底，秦山核电30万机组历史累计发电量536.11亿千瓦时，上网电量500.59亿千瓦时，累计实现销售收入173亿元，上交各种税费25亿元。少消耗标准煤约1672.65万吨，减少二氧化碳排放约4382.33万吨，减少二氧化硫排放约14.22万吨，相当于植树造林15.35万公顷，机组安全稳定运行25年，为满足华东地区电力需求，减轻地区环保压力，促进地方经计发展、建设资源节约型和环境友好型社会做出了积极贡献。
参考文献
[1]赵飞云，上海核工程研究设计院，《核电站从设计安全到现实安全的基本思考》，《中国核电》，2016年第4期：356-363S
[2]汤搏，国家核安全局核电安全监管司，北京：《核安全领域中纵深防御概念的产生、发展和存在的问题》，《核安全》，2016年9月第15卷第54期：1-7S
论文作者:费建敏,王惠良
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/7
标签：发电量论文; 机组论文; 核电论文; 平均值论文; 设备论文; 秦山论文; 历史论文; 《电力设备》2017年第2期论文;