臨時供水對某核電機組建設影響分析

賈京京，張志柳

（中國核電工程有限公司，北京 100048）

0 引言

海外某核電機組所處地區常年干旱少雨，項目用（淡）水極為困難。由于特殊原因，直到某核電機組正式建成投用，該海淡廠仍未完工，導致項目現場施工及生活用水采用水車拉送、臨近電廠借水、臨時海淡設施供水等多種方式臨時提供。在機組建設過程中，尤其是除鹽水設備投用后，機組沖洗/調試/運行等用水量激增。面對該需求，臨時供水的水質、水壓、水量以及供水設備頻繁故障等問題逐漸不能滿足項目建設需求，嚴重滯緩了項目建設進度，為某核電機組建設帶來較大影響。

1 水質影響分析

1.1 氯離子濃度影響分析

臨時供水中存在較高的氯離子濃度，導致部分不銹鋼管道銹蝕嚴重。以聯合泵房為例，在給重要廠用水泵、循環水泵等提供軸封水的生活飲用水系統（S30408 不銹鋼）投運后約5 個月，泵房區域出現大面積銹蝕，不銹鋼管水平底部焊縫熱影響區附近有明顯的凹坑，在凹坑附近出現了穿孔泄漏。如圖1、圖2 所示。

圖1 管道表面銹蝕情況

圖2 管道內部銹蝕情況

對不銹鋼管道內流經的淡水進行取樣分析，發現氯離子含量超標，見表1。同時對臨時供水點的淡水進行取樣分析，發現氯離子依舊超標，見表2。

表1 聯合泵房軸封水管道內水質分析結果（主要指標）

表2 臨時供水點水質分析結果（主要指標）

氯離子濃度超標導致泵房內S30408 管道全部不可用。管道分批次更換導致泵房內重要設備（重要廠用水泵、循環水泵）軸封水間歇性不可用，通過臨時措施和人員監控方式確保管道更換期間的軸封水使用安全。此舉延長了生活飲用水系統的建設工期，增加了項目成本。

泵房內不銹鋼管道更換后，綜合技術廊道、常規島等區域已安裝的不銹鋼管道陸續出現銹蝕穿孔現象。現場采取抱箍等臨時方式確保管道不漏，維持機組正常運行。計劃待后續正式海淡廠投用后，機組大修期間或其他合適窗口對漏點較大的管道進行更換。

1.2 原水中微生物影響分析

臨時供水點采用儲水方式來為下游各用水點提供淡水，淡水在蓄水池中停留時間較長。由于某核電機組所處廠址常年溫度較高，導致蓄水池中水體環境為微生物繁殖創造了良好條件。在對水池內部進行目視檢查期間，發現水池內壁有綠藻分布，池底有黏著物（圖3）。

圖3 臨時供水點池底綠藻及有機物分布

臨時供水點通過臨時泵房為下游供水，泵前后未投藥導致帶有較高濃度有機物的淡水輸送至下游。以除鹽水廠房為例，保安過濾器（過濾精度：5 μm）不能有效過濾掉進入反滲透膜的懸浮顆粒、膠體和微生物等，導致反滲透裝置出現多次堵塞情況，保安過濾器前后壓差上升后，除鹽水產水流量驟降，單列產水從設計值130 m3/h 降至100 m3/h 左右。

某核電機組所在地嚴重缺水，而臨時供水點中微生物較多的現實情況又導致除鹽水產水比例大幅下降，更加劇了某核電機組缺（除鹽）水情況。

2 水量對機組建設影響分析

水量不足對機組建設的影響主要體現在除鹽水原水供應不足方面。除鹽水設備不能制備充足的除鹽水，機組核島、常規島以及各BOP 子項除鹽水用水不能得到保證，導致機組建設出現滯后。自除鹽水裝置投用至機組商運前，現場共出現5 次因原水不足導致機組無除鹽水可用或僅滿足單臺機組除鹽水用水需求事件的發生。見表3。

表3 因原水不足導致的機組建設滯后事件

臨時供水點一共有3 個來水源，分別是水車拉水、臨近電廠臨時供水和廠區內臨時海淡供水點。在除鹽水投用前，項目現場一直采用水車拉水的方式確保生產和生活用水，每天的供水量約為3000 t。除鹽水投用后，現場施工用除鹽水激增，單純的依靠水車拉送已不能滿足用水需求。經溝通臨近電廠增加了一路來水源，高峰時期供水量可達到100 t/h。2019 年下半年，業主方建設了臨時海淡供水點，高峰時期供水量可達到200 t/h。經分析，某核電機組自冷試開始至商業運行期間，各階段用淡水量如圖4 所示。

圖4 某核電機組冷試至商運期間各階段日平均淡水用量

從某核電機組的實際用水經驗來看，單臺機組自調試工作啟動開始，每天的淡水用量均保持在3500～6500 t/d。若后續在其他缺水地區進行海外核電項目建設時，需關注該用水量，確保機組建設工作不出現滯后。

3 水壓對機組建設影響分析

根據設計文件要求，生活飲用水系統的水壓應維持在0.65 MPa（表壓），以確保各個廠房在任何階段都能有充足的淡水供應。其中核島、常規島廠房無減壓閥，部分BOP 子項設置減壓閥且閥后壓力不小于0.35 MPa。

實際上，臨時供水點的水壓長期維持在0.4 MPa（表壓）以內，雖然能夠滿足部分BOP 廠房所需，但仍會出現部分廠房設備在高處無法供水、供水流量低時導致降溫困難等問題。主要有以下問題：

3.1 常規島制冷站冷卻水補水不足導致常規島通風失去

常規島制冷站冷卻水機組位于汽輪機廠房頂部，位置較高。根據設計文件，生活飲用水系統需要同時供給冷卻水至常規島廢液排放系統以中和排放水和提供冷卻水至冷凍機組。在某核電機組并網后至商業運行期間，常規島通風風機頻繁跳機，導致部分電氣機柜間溫度過高，影響汽輪機穩定運行。經分析主要是因為供水壓力不足所致。

3.2 主控室衛生間長期不可用

某核電機組主控室衛生間的正式投用時間為熱試開始后2個月。衛生間無水導致主控室人員可居留性差。分析其延緩投用原因，主要是因為水壓不足導致衛生間無水可用。

3.3 除鹽水雙列制水期間部分子項無水可用

根據設計文件規定，除鹽水單列制水約130 t/h。結合現場淡水供應品質，耗用淡水約180 t/h，由生產水系統供水。調試期間，尤其是熱試、裝料后啟動階段，機組耗水量大，需要除鹽水兩列同時制水，每小時耗用淡水約360 t 左右。在此情況下，臨時供水點基本上無水可供應其他子項，或者在閑時供應，造成部分工作滯后，影響工期。

4 臨時設備故障對項目建設影響分析

臨時供水點的3 種來水水源方式中，從臨近電廠借水和建設臨時海淡設施供水在一定程度上極大地緩解了現場用水的緊張程度。但是，由于長時間的使用，臨時裝置、管道、水池存在較大程度的老化，導致部分設備經常性故障。

4.1 水池老化

在某核電機組熱試結束至首次裝料前夕，臨時供水點的大型儲水池中多次出現泥沙等雜質。而作為已使用10 余年的供水水池，其本體結構在長期使用下已出現了大量老化現象（圖5～圖7）。

圖5 水池底部大量殘渣

圖6 水池地面腐蝕狀況

圖7 柱體破損及鋼筋銹蝕物

距離此次清洗前22 個月，臨時供水點水池曾進行過一次大規模清理。清洗后水池內水質清澈，使用良好。此后，由于供水來源增加、供水量提升，耗水量加大，水池不能及時清洗，內部結構老化加快，惡化了下游淡水供應水質。

4.2 臨時供水設施頻繁損壞

臨近電廠是一座已經服役了50 余年的重水堆。該堆已臨近退役，廠區內相應的淡水供應設備也已年久失修，故障頻繁。從臨近電廠接至臨時供水點之間的管道為臨時鋪設。從接通至今，多次發生故障。

廠區內臨時海淡設備在某核電機組冷試前4 個月投入使用。在投用首月，該設備出現故障2 次，去往臨時供水點的管道破裂3 次。從設備投用至某核電機組商業運行之前，臨時海淡設備故障次數較多。

5 總結

海外某核電機組自建設開始至今，臨時供水點不間斷的供水給某核電機組的建設提供了源源不斷的動力。但是臨時供水點所存在的各項問題，導致其不能作為機組正常運行所需的可靠水源，尤其是在機組處于應急狀態時不能穩定供水，加大了機組運行風險，延緩了項目建設進度。鑒于此，某核電機組有必要及早完成正式海淡廠建設，并在設備投用后加強設備和系統的維護保養，定期進行水化學監測，以確保供水的安全性、穩定性和可靠性。同時，對于后續其他核電機組，尤其是當地淡水缺口較大、不能立刻建設（或無法建設）海淡設施的項目，應重點關注淡水供應及淡水品質，以確保機組建設不因缺（淡）水而產生滯后。