核電站循環水系統的設計優化分析

趙準

摘要：核電站循環水系統設計優化對于核電站工作運行有非常重要的影響，關系到核電站的工作運行效率，在當前核電站建設過程中，針對循環水系統進行設計，也能夠提升核電站的水系統工作效率。本文針對核電站循環水系統進行分析研究，重要闡述了核電站循環水系統的設計功能以及運作原理，并對核電站循環水系統的設計優化需求以設計要點進行了總結，以某核電站循環水系統設計優化為例闡述了循環水系統的工作運設計優化措施。

關鍵詞：核電站 循環水系統 設計優化 電力生產

Design Optimization Analysis of Circulating Water System in Nuclear Power Plant

ZHAO Zhun

（CNNC Guodian Zhangzhou Energy Co.， Ltd.， Zhangzhou， Fujian Province， 363300 China）

Abstract：The design optimization of circulating water system of nuclear power station has a very important impact on the operation of nuclear power station， which is related to the operation efficiency of nuclear power station. In the current construction process of nuclear power station， the design of circulating water system can also improve the work efficiency of water system of nuclear power station. This paper analyzes and studies the circulating water system of nuclear power plant， mainly expounds the design function and operation principle of the circulating water system of nuclear power plant， summarizes the design optimization requirements of the circulating water system of nuclear power plant， and takes the design optimization of the circulating water system of a nuclear power plant as an example to elaborate the optimization measures of the working operation design of the circulating water system.

Key Words; Nuclear power plant; Circulating water system; Design optimization; Electricity production

電力資源是當前我國工業生產中使用的重要資源，對于我國工業生產和居民生活使用都有非常重要的意義，而核電站發電是我國電力能源生產的主要要素之一，對于我國電力能源生產也有非常重要的作用。核電站進行電力生產，其循環水系統是非常重要的組織結構，對于核電站整體生產效率以及技能生產也有一定的影響。在當前我國高速發展背景下，對于電力資源的需求逐漸增加，同時也要提升核電站生產效率，所以在核電站生產建設過程中，還應該對核電站循環水系統進行設計研究，確保循環水系統設計應用更有效果，提升核電站電力生產。

1.核電站循環水系統簡要介紹

核電站循環水系統是核電站工作運行過程中的重要系統，對于核電站工作運行而言有非常重要的作用，一定程度上關系到核電站的運行效果。核電站循環水系統具體工作過程中，主要是利用循環水管道向核電站凝氣裝置以及輔助冷卻水裝置中輸送冷卻水，以達到核電站循環生產以及安全生產的作用。循環水是一個非常重要的系統，建立凝汽器真空，冷卻電機或軸承，如果循環水中斷的話，肯定要破壞真空造成停機，循環水系統的正常運行對電廠的安全經濟運行至關重要。

在核電站循環水系統工作運行過程中，其需要使用到不同的系統裝備，確保循環水系統運行更加有效，也能夠最大程度上提升循環水系統運行效果。在循環水系統運行過程中其主要包括循環水泵裝置、電機裝置、行星齒輪箱等裝置。

2.核電站循環水系統的優化設計分析

在當前核電站建設運行過程中，正在完成循環水系統的優化轉型，循環水系統進行優化設計是在核電站循環水系統自身出現問題以及核電站發展背景下提出的重要課題，對于核電站生產效率提升有非常重要的意義。

2.1循環水系統問題因素

核電站循環水系統工作運行對于核電站生產而言有非常重要的意義，而在當前核電站循環水系統工作過程中，還存在一定的問題，影響到系統的工作運行效果。首先，核電站循環水系統工作過程中，存在有循環水泵啟停問題。傳統的核電站循環水系統工作過程中，其啟停方式相對比較復雜，并且狀組織運行的自動化程度相對比較低，影響搭配循環水系統的具體工作運行。其次，核電站循環水系統工作過程中存在有熱備用問題，其在具體的工作過程中，熱備用問題影響到系統的工作運行效果，具體的運行過程中，潤滑油加熱、氣囊排氣等因素都會影響到系統的整體工作運行，對系統運行造成一定的影響。所以，在實際的系統運行過程中需要對循環水系統進行設計優化^[1]。

2.2核電站發展因素

核電站發展是當前社會發展的需求。隨著當前社會發展，工業生產進步以及電力自動化技術發展，社會生產發展對于電力資源的使用需求逐漸擴大，從而對各水力、火力以及核電站的電力資源開發造成了極大的影響，一定程度上也關系到電力資源使用效果。

3.核電站循環水系統具體優化設計研究

3.1具體案例分析

某核電站是我國電力發電重點核電站，位于我國東南沿海，表1是某核電站建設海水潮位溫度以及泥沙含量的分析。

3.2某核電站循環水系統最初設計

在某核電站循環水系統設計過程中，為了完成循環水系統的運行控制，實際的系統運行過程中，其循環水系統最初設計包括幾點內容。

（1）循環水系統整體設計選擇直流冷卻方式為核電站提供冷卻水，主要為凝汽裝置以及汽機房冷卻系統提供冷卻水。

（2）系統設計過程中，設計通過明渠以及隧洞進行冷卻水引進，并利用泵房進行海水冷卻水輸送，并最后由暗渠完成對循環水系統的優化設計，確保循環水系統設計更加有效，也能夠提升循環水系統設計效果。

（3）系統設計過程中，低潮位設計-3.78m 、安全等級設計為NV等級、確保系統工作運行更有效果，也能夠提升系統設計效果。

（4）系統設計過程中，針對循環水系統的工作流程進行了具體地設計，主要包括利用明渠取水、經過隧洞、聯合泵房取水、循環水供水管道、凝氣裝置冷卻開發、循環水排水管道、排水暗渠輸送、循環到大海等步驟，通過循環水系統的設計應用，確保核電站能夠正常運轉工作。

（5）系統設計過程中，針對循環水系統的各環節參數進行實際地設計。

3.3某核電站循環水系統的優化設計

在某核電站建設運行過程中，發現其最初的核電站設計已經不能夠滿足當前生產的需求，所以在實際核電站循環水系統優化設計過程中，核電站完成了對自身循環水系統的設計優化。以下是對某核電站循環水系統優化設計的具體內容分析。

3.3.1水泵系統優化

在某核電站進行循環水系統優化過程中，完成了對系統的整體運行規劃，并且在實際的循環系統設計優化過程中，對循環水系統中的水泵系統進行了優化設計，具體包括以下幾點設計內容：（1）設計工程中針對水泵系統的最小淹沒深度進行設計優化。水泵系統工作運行過程中，其最小淹沒深度控制非常重要，一定程度上關系到系統的工作運行效果，也能夠最大程度上提升系統的運行效果。在具體的最小掩埋深度設計過程中，主要是對有效汽蝕余量進行分析計算。水泵有效汽蝕余量的計算方式為NPSHa=Pa/γ- hva--Σhs ±|Hss|，在公式中NPSHa代表有效汽蝕余量、Pa代表液面大氣壓力、γ代表流體重度因素。Hva代表氣化壓力^[2]。

3.3.2電機系統優化

在某核電站進行循環水系統優化過程中，完成了對電機系統的優化設計，具體的水泵系統優化設計過程，其主要完成了系統的整體運行效果控制，也能夠在最大程度上確保系統運行更加高效。在本次電機系統優化過程中，在原電機系統基礎上使用了多極低速電機、多極低速電機使用對于系統的運行效率提升有非常重要的影響，也在最大程度上提升運行的效果，確保循環水系統工作運行合理。采用多極低速電機也是為了彌補本核電站蝸殼電機功率不足問題，一般核電站蝸殼電機功率在6000kw左右，某核電站電機功率僅為4000kw，一定程度上影響了系統的工作運行效果，對于循環水系統運行也造成了一定的影響。在本次優化設計中，某核電站完成了對多級低速電機的設計應用，其系統應用中主要完成了電機轉速的計算設計，其具體計算過程中，需要應用具體的計算公式：n =f60（ 1- s ）/ p ，n代表電機轉速、f代表電源頻率、s代表電機轉差率、p代表電機極對數。通過具體的電機轉速應用，能夠很大程度上提升電機轉速運行效果確保轉速運行更加有效。在本次設計優化過程中，經過具體計算，確定電機轉速為248r/min，通過具體的轉機轉速設計控制，能夠提升整個電機的工作運行效果，確保電機運行更加高效，也能夠在極大程度上提升轉機工作運行效果。

3.3.3啟停方式優化

在某核電站循環水系統工作運行過程中，發現其循環水系統工作運行還存在有啟停方式問題，其啟停方式比較復雜，并且自動化控制程度相對比較低，影響到實際的系統工作運行效率，所以在系統運行過程中，某核電站循環水系統優化完成了對系統啟停方式的設計優化，確保系統設計運行更有效果。在整個系統工作運行過程中，其主要包括3個水泵，通過PLC邏輯控制器的設計應用，確保各系統啟?？刂普w化完成，也在最大程度上提升核電站循環水系統啟?？刂?，提升系統啟?？刂菩Ч?，也在最大程度上提升循環水系統的工作運行質量。

3.4設計效果分析

在某核電站循環水系統優化完成后，為了驗證本次優化設計效果，在實際的系統優化設計過程中，還應該注重對系統進行整體的設計優化，也能夠確保系統設計優化更加有效。以下是對系統優化設計之后的各方面分析^[3]。

3.4.1對循環水泵造成影響

本次核電站循環水系統工作運行過程中，其系統對水泵結構進行了優化設計，確保水泵系統設計更加有效。而在水泵優化后，其水泵結構也發生了變化。本次循環水泵設計完成后，其系統運行主要包括泵和齒輪箱之間的聯軸器循環變化，從而促使循環水泵連軸裝置運行更加合理，最大程度上提升了水泵的工作效率。據具體檢測發現，在循環水泵發生變化后，循環水泵的工作效率提升20%，對于系統的整體運行也有非常重要的影響，也極大提高了系統的運行效果。另外，完成本次優化設計，對整個水泵結構體系的成本造價造成了影響。在本次優化設計中，完成了低速電機的應用，使實際的水泵建造成本有所變化，具體的水泵系統運行后，其整體運行造價控制在原來的80%左右，提升了循環水系統的工作運行效果^[4]。

3.4.2對循環水系統的整體影響

本次核電站循環水系統工作運行過程中，其系統的整體結構設計非常關鍵，一定程度上關系到系統的運行效果，通過優化設計，對系統的整體工作效率造成了一定的影響。首先，循環水系統工作過程中，其水泵系統效率提升20%，電機系統的功率提升10%，對于系統的整體運行控制也有非常重要的影響，也有利于核電站循環水系統工作運行^[5-6]。

4結語

本文以具體案例分析了核電站循環水系統的優化設計，希望能夠對循環水系統的優化設計有所幫助。

參考文獻

[1]聶小棋.核電站循環水系統進水流道優化研究[D].華北電力大學，2018.

[2]馮琦.田灣3、4號機組循環水系統順控邏輯設計及應用實踐[J].產業與科技論壇，2019， 018（009）：50-51.

[3]林緯，丁珮珊，汪威，等.基于正交實驗的換熱器循環水電化學除垢系統優化[J].高?；瘜W工程學報，2020，34（04）：164-170.

[4]呂杰帥.核電廠凝汽器循環水流量優化分析[J].科技智囊，2020，291（08）：59-64.

[5]劉鈞.石化企業循環水系統的節能優化與應用[J].化工管理， 2020，559（16）：55-56.

[6]郭逸，劉強，林仲，楊秀敏.方家山核電站上充泵設計優化分析[J].水泵技術，2020， 255（05）：19-24.