摘要：在我国的能源建设工程中，核电站建设能够为社会生产提供优质供电服务，并且核能清洁环保的特点不会造成环境问题，这也成了绿色发电中的重点内容。核电站系统复杂，其中除盐水分配系统是其中的重要组成部分，对于除盐水的有效供应十分关键。但是，在除盐水分配系统的常年运行过程中，也会存在很多问题，限制了核电站生产效率的提升。只有加强除盐水分配系统的设计优化，才能够不断提升其运行性能，为核电站生产工作的顺利进行提供保障。本文将通过介绍核电站除盐水分配系统的基本内容，探索核电站除盐水分配系统设计优化策略。
关键词：核电站；除盐水分配系统；设计优化
核电工程对于满足现代化建设用电需求起到了关键作用，尤其是其节能环保的特点，符合经济可持续发展的理念，因此核电站的建设受到了社会广泛关注。除盐水分配系统在整个核电站中占有重要地位，其运行质量关系到核电站的生产效率，是保障核电站经济效益的重要系统组成部分。在除盐水分配系统的运行过程中，多种因素会对其运行质量产生影响，比如水箱的连接及密封状况、水泵运行等。只有在明确影响除盐水分配系统运行影响因素的基础上，才能够对其中存在的问题进行深入研究，以便对核电站除盐水分配系统进行不断优化，提升系统运行的可靠性，保障核电生产的安全性。对于系统的设计优化，可以从水箱、水泵及相关设备、用户等方面着手，解决系统运行故障。
一、核电站除盐水分配系统介绍
核电站生产所需的除盐水，都需要依靠除盐水分配系统来提供。除盐水分配系统又可以分为常规岛除盐水分配系统和核岛除盐水分配系统，两种除盐水分配系统的水质状况有所差异，前者的除盐水pH值在8.8-9.2之间，后者的pH值在6.5-7.5左右【1】。在向核岛除盐水分配系统供给的除盐水，不需要进行处理可以直接供给；而在向常规岛除盐水分配系统供给的除盐水，需要进行加氨调节pH。在用户得到除盐水的过程中，需要利用水箱和水泵分别进行存储和输送。因此，核电站除盐水分配系统的运行质量，直接受到水箱与水泵的影响，通过对其设计进行优化，能够有效保障核电站生产工作的顺利进行。
二、核电站除盐水分配系统设计优化
（一）水箱的设计优化
在生产系统完成除盐水的生产之后，水箱对其进行存储并调节水量。为了保障水箱存储效果，其容量设计满足全厂机组事故情况下反应堆余热排出所需的除盐水量。除盐水系统水箱与处理系统相互配合，能够满足一台机组启动、其余机组正常运行时的水量要求。溢流管、进出水管、通气管、泄水管和回流管，是核电站除盐水分配系统水箱的主要组成部分。对于水箱的连接和密封进行优化，是提升整个系统运行质量的关键点。
1.水箱管道连接设计的优化
在核电站生产出现意外状况时，比如地震叠加全厂断电，为了保障重要安全系统的运行，可以从贮罐中提供除盐水。福清核电核岛及常规岛的除盐水箱设有福岛改进项的应急供水口，通过消防水带的连接，以及手抬消防泵和消防车等动力设备的应用，能够向其它系统有效供水。在过往属相管道接口的设置当中，经常采用硬连接的方式。这种连接方式会导致在地震发生时接口出现断裂的情况，水箱功能得不到有效发挥。因此，为了保障水箱应急供水功能的有效发挥，需要将金属软管安装于回流管及进出水管中。对于断续弯曲、静止弯曲和连续弯曲造成的振动冲击，金属软管能够起到很好的缓冲作用，并且对于热碰撞的吸收能力较强。通过振动传递的阻断，能够避免水管接口受到强大冲击力造成的断裂问题，保障应急供水的效果。
2.水箱密封设计的优化
除盐水作为核岛及常规岛各用户系统补水和冲洗用水，提升除盐水的水质，是保障一回路及二回路补水效果的有效途径。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常情况下，核岛除盐水质指标：电导率＜0.15μS/cm，SiO2＜20μg/L，Na＜5μg/ L，pH值6.5-7.5；常规岛除盐水质指标：在除盐水生产系统的混床出水加氨，控制其pH在8.8-9.2，电导4.2μS/cm。在除盐水系统的正常运行过程中，水质要求应该符合上述标准，但是除盐水往往出现电导率增加和pH值下降的问题【2】，福清核电2017年1月13日出现核岛除盐水在线pH表读数5.5低报警，水箱的密封措施不完善，除盐水溶解CO2是导致其水质下降的根本原因。除盐水箱中有污染物进入，比如灰尘等，就会导致水质状况出现问题。密封处理的方式能够有效提升除盐水水质，浮顶密封法、密封液密封法、碱液吸收法、氮气密封法和密封球密封法，是当前除盐水箱密封时常用的几种方法。为了避免空气对除盐水质的影响，可以将浮顶和碱液呼吸器应用于后期设计当中。
（二）水泵及相关设备设计的优化
在设计除盐水分配系统的水泵时，采用两用一备的方式，止回阀设置在水泵后，回流管的设置能够避免启泵压力过大产生的管道破裂等情况。
1.水泵局部超压改进
由于核电站所有系统的补水或者冲洗用水都靠除盐水分配系统供给，在设计水泵扬程时应该进行综合考量，但是也会导致局部超压的状况出现。比如核岛内+16.5m层用水点是核岛除盐水分配系统的最不利点，0.5MPa是末端压力的标准值，设计水泵扬程为0.66MPa，但是0.4MPa为常规岛处的压力需求值，这就会在水泵压力与水箱静压作用下出现局部超压的状况。将减压阀设置在末端能够有效防止局部超压状况的出现，此外还可以对设备仪表量程和承压等级进行合理设计，也能够对此问题进行有效改善【3】。
2.止回阀选型
普通速闭式止回阀是当前除盐水分配系统中常用的止回阀类型，由于较大的出水管径，使得对于水锤的消除作用不够明显。在关闭止回阀时会磨损止回阀阀瓣。将缓闭式止回阀应用于水泵止回阀的选型中，能够避免快速关闭出现的水锤问题，实现了轻载启泵。
3.水泵运行优化
由于工况存在差异，因此除盐水的需求量也会有所不同。在某核电站中，正常情况下的平均流量为70m³/h，而峰值流量为300m³/h。普通离心泵是当前除盐水系统中常用的水泵类型，这种水泵对于水量波动的适应能力较差。因此，在水泵运行优化的过程中，可以采用变频恒压供水方式，能够实现水泵电机转速的自动调节，降低能耗的同时能够提升生产效率【4】。
结语
在核电站除盐水分配系统的设计优化中，主要从水箱的连接与密封、水泵的选型和局部超压改进以及运行优化两个方面入手，对于系统中的常见问题进行了深入分析，并提出了针对性优化措施。在核电站工作开展的过程中，应该根据具体生产情况以及除盐水分配系统的运行状况，确定合理的设计优化方案，提升核电站运行效率的同时，降低生产能耗，提升经济效益。
参考文献：
[1]毛金炼，洪德训，任银广，毛金凤，史凤华.核电站除盐水分配系统设计优化探讨[J].给水排水，2017，53（S2）：56-57.
[2]毛金炼，李志静，任银广，毛金凤，史凤华.核电站除盐水箱密封方案探究[J].给水排水，2017，53（S2）：66-68.
[3]刘刚，张进.三代压水堆核电厂除盐水分配系统设计分析[J].给水排水，2016，52（S2）：45-47.
[4]丁学文，周可.核电站除盐水PLC控制系统设计[J].工业控制计算机，2011，24（11）：107-108.
论文作者:李杨,王亚龙,王笑龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
标签：盐水论文; 核电站论文; 系统论文; 分配论文; 水箱论文; 水泵论文; 止回阀论文; 《电力设备》2018年第23期论文;