核電廠調(diào)試外購電量統(tǒng)計方法的研究與應用

羅路+程兆輝+朱春鋒

摘 要：核電機組投運前需要對構筑物、設備與系統(tǒng)進行調(diào)試啟動試驗，在此過程中需要消耗大量的電能，但各機組間消耗電能數(shù)量區(qū)別較大。本文通過建立階段性統(tǒng)計方法，以多臺機組的調(diào)試用電數(shù)據(jù)為基礎，對各階段調(diào)試用電量進行分析，提出節(jié)約調(diào)試用電的建議措施，為后續(xù)核電廠節(jié)約調(diào)試用電量及建設成本管控提供參考。

關鍵詞：核電廠；調(diào)試電量；電量計量；調(diào)試啟動

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）04-0166-02

我國核電建設經(jīng)過三十多年的實踐和積累，工程建設和設備制造逐步走向成熟，隨著社會環(huán)境質(zhì)量的控制要求越來越高，核電作為清潔能源將會迎來快速發(fā)展，如何能在確保安全、質(zhì)量的前提下加強核電成本管控、降低工程建設成本是當前核電建設重點關注的問題之一。工程建設期間調(diào)試用電量是工程建設成本支出的重要組成，管控、降低調(diào)試用電可以節(jié)約工程建設成本。但是，研究數(shù)據(jù)表明，各機組用電量卻有較大差距，不同機組調(diào)試總用電量差額高達56%，可見降低調(diào)試電量成本方面仍有較大的空間亟須發(fā)掘。本文通過建立分階段統(tǒng)計的方法，對幾臺核電廠的調(diào)試用電進行差異性分析，尋求降低調(diào)試用電成本的方法，提出節(jié)約調(diào)試電量的措施，達到核電成本管控的目的。

1 調(diào)試用電定義及計量方法

為了明確需要統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，首先定義調(diào)試用電是指為滿足機組商運前對構筑物、設備與系統(tǒng)的調(diào)試啟動，自機組首個系統(tǒng)開始調(diào)試至機組投入商用期間從電網(wǎng)采購的電能量。

典型核電廠供電系統(tǒng)見圖1，廠用電的來源主要有三種方式：輔助變壓器供電、主變壓器倒送電供電、發(fā)電機自發(fā)供電。但發(fā)電機并網(wǎng)后的自發(fā)供電不是從電網(wǎng)采購，不計入調(diào)試用電。因此調(diào)試用電主要統(tǒng)計輔助變供電和主變壓器倒送電時消耗的電量。具體統(tǒng)計方法如下：

（1）輔助變壓器外購電量：在主變不可用或停運的情況下，現(xiàn)場調(diào)試活動由電網(wǎng)通過輔助變壓器供給，該部分調(diào)試用電通過統(tǒng)計輔助變高壓側(cè)電度表E和F有功總電量來計算。

（2）主變壓器外購電量：在主變壓器送電后，由電網(wǎng)通過主變供給現(xiàn)場調(diào)試活動產(chǎn)生的電量，通過統(tǒng)計主變壓器高壓側(cè)電度表A反向有功總電量來計算該部分調(diào)試用電量。

2 統(tǒng)計階段劃分

根據(jù)機組調(diào)試特點，在聯(lián)調(diào)階段現(xiàn)場設備大量投入運行，為調(diào)試用電消耗的主要階段。因此根據(jù)核電機組調(diào)試特點，按照熱試前準備階段、熱試階段、裝料準備階段、裝料至臨界、臨界至并網(wǎng)、機組并網(wǎng)至商運等幾個階段來進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析。

3 調(diào)試用電差異性分析

根據(jù)上述調(diào)試用電的統(tǒng)計方法和階段劃分原則，對已投運的幾臺機組進行階段分析，差異性分析結果如下：

3.1 熱試前準備階段分析

熱試開始前現(xiàn)場主要進行單系統(tǒng)試驗、回路沖洗、機組冷試等調(diào)試作業(yè)。此階段主要是根據(jù)標準進行設備單體試轉(zhuǎn)，各機組設備單體試轉(zhuǎn)消耗電能區(qū)別不大，該階段總體消耗電量占總電量的5%左右。各機組用電量差異主要由工期決定。

3.2 熱試階段分析

熱試階段各核電廠試驗項目、試驗順序基本一致，以系統(tǒng)間聯(lián)調(diào)為主。在此階段核島全部設備、常規(guī)島主設備參與試驗并連續(xù)運行，因此日均消耗電量基本相同，因此熱試階段的差異性主要為聯(lián)調(diào)試驗的工期造成，調(diào)試計劃的緊湊性和設備性能會對各機組的用電量造成巨大區(qū)別。其中某機組因主設備故障導致熱試工期延長15天，造成該階段的用電量超出其他機組同期電量約45%。

3.3 裝料準備階段分析

熱試結束后，現(xiàn)場主要開展設備消缺、定期試驗、補充試驗等工作。重要設備的缺陷處理將帶來工期的延長，設備缺陷處理后的再驗證以及工期延長增加的定期試驗都是造成各機組消耗電量差異性的主要原因。

3.4 裝料至臨界階段分析

該階段主要進行裝料及臨界操作，核島設備及常規(guī)島部分設備均投入運行，該階段電量作為調(diào)試消耗電量的主體，若在此階段停留時間過長，則產(chǎn)生大量的調(diào)試用電。因此該階段的差異性主要由停留時間長短決定，重要設備缺陷處理、控制點的釋放溝通效率等為造成該階段用電差異的主要原因。

3.5 臨界至并網(wǎng)階段分析

機組臨界至并網(wǎng)階段主要工作包括汽機沖轉(zhuǎn)、電氣并網(wǎng)試驗，全廠所有負荷參與，日均耗電量基本相同，試驗計劃的按時完成和機組主設備差異均對此階段用電造成重大影響。例如，某機組汽輪機采用了一鍵啟動技術、汽輪機沖轉(zhuǎn)所需時間大大減少，從而該階段調(diào)試用電量僅為其余機組的50%。

3.6 并網(wǎng)至商運階段分析

該階段進行各功率平臺試驗、機組小修，該階段機組設備全部投入運行，為調(diào)試用電量的主要階段。根據(jù)調(diào)試電量的定義，因此該階段機組未并網(wǎng)時間和機組小修工期為該階段差異的主要原因。電網(wǎng)溝通協(xié)調(diào)、機組沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)是否順利都是造成用電差異的因素。

例如，某機組由于電網(wǎng)原因，導致長時間處于并網(wǎng)等待狀態(tài)，相比其它機組，該階段耗電量多出約35%。

3.7 差異性總結

根據(jù)上述分析，造成各機組間調(diào)試電量差異性的主要因素有以下幾點：（1）試驗計劃的順利執(zhí)行。由于試驗準備、系統(tǒng)狀態(tài)、生產(chǎn)配合等因素會造成試驗不能順利開展或試驗延長，都造成設備無效運行，產(chǎn)生大量的調(diào)試用電。（2）重大設備缺陷。試驗過程中如果發(fā)生重要設備缺陷將造成試驗計劃延長或重復試驗，甚至發(fā)生重要設備返廠維修從而使工期拖延幾個月，也將造成重要的用電差異。（3）外部電網(wǎng)和核安全局的溝通。機組從開始調(diào)試至商運需要核安全局及外部電網(wǎng)多次控制點釋放。如果準備不充分或溝通不暢將造成機組待命時間過長，由此會產(chǎn)生較大的調(diào)試電量。（4）機組自動化程度及主要設備差異。各機組啟動階段自動化程度高低及機組性能帶來的差異會造成調(diào)試工期的極大區(qū)別，從而使調(diào)試用電量也產(chǎn)生差異性。

4 調(diào)試用電控制措施

通過上面差異性分析，可從以下幾個方面來制定措施，減少調(diào)試用電量，達到節(jié)約用電的目的。

（1）合理的計劃。在聯(lián)調(diào)階段，各專業(yè)計劃工程師要掌控現(xiàn)場試驗進展，合理安排計劃邏輯和工期，做好提前量，較少現(xiàn)場設備無效運行時間，從而節(jié)約工期及調(diào)試用電量。（2）及時決策和處理設備缺陷。設備發(fā)生缺陷，及時的決策和缺陷處理能夠有效節(jié)約機組建設工期，因此發(fā)生缺陷時要及時判斷進行決策，各部門順利配合消除缺陷能夠大大節(jié)約調(diào)試用電量。（3）精心準備縮短控制點釋放時間。對于核安全檢查釋放的控制點要做好準備，資料齊全，能夠以最短的時間完成釋放；提前和電網(wǎng)溝通保證機組啟動后順利并網(wǎng)都將減少機組未并網(wǎng)時間，從而極大的節(jié)約調(diào)試用電量。（4）節(jié)電意識和激勵機制。通過宣傳手段，樹立全員節(jié)約用電意識，節(jié)約調(diào)試用電，如優(yōu)化試驗邏輯、控制負荷啟動次數(shù)、合理安排啟動計劃等，促進節(jié)電意識的養(yǎng)成；制定總體用電目標，提升廣大職工節(jié)電積極性，切實降低調(diào)試用電量，根據(jù)電量使用情況，進行節(jié)電激勵，從實際行動中減少調(diào)試用電量，達到控制建設成本的目的。

5 結語

本文通過采用分階段對機組調(diào)試用電進行統(tǒng)計和分析，得出差異性，根據(jù)差異性從計劃制定、缺陷處理、外部溝通、節(jié)約理念等幾個方面提出建議，為后續(xù)核電廠建設成本管控和優(yōu)化提供了參考。

參考文獻

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