核電廠調(diào)試外購(gòu)電量統(tǒng)計(jì)方法的研究與應(yīng)用

羅路+程兆輝+朱春鋒

摘 要：核電機(jī)組投運(yùn)前需要對(duì)構(gòu)筑物、設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試啟動(dòng)試驗(yàn)，在此過(guò)程中需要消耗大量的電能，但各機(jī)組間消耗電能數(shù)量區(qū)別較大。本文通過(guò)建立階段性統(tǒng)計(jì)方法，以多臺(tái)機(jī)組的調(diào)試用電數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)各階段調(diào)試用電量進(jìn)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(shè)成本管控提供參考。

關(guān)鍵詞：核電廠；調(diào)試電量；電量計(jì)量；調(diào)試啟動(dòng)

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）04-0166-02

我國(guó)核電建設(shè)經(jīng)過(guò)三十多年的實(shí)踐和積累，工程建設(shè)和設(shè)備制造逐步走向成熟，隨著社會(huì)環(huán)境質(zhì)量的控制要求越來(lái)越高，核電作為清潔能源將會(huì)迎來(lái)快速發(fā)展，如何能在確保安全、質(zhì)量的前提下加強(qiáng)核電成本管控、降低工程建設(shè)成本是當(dāng)前核電建設(shè)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。工程建設(shè)期間調(diào)試用電量是工程建設(shè)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(shè)成本。但是，研究數(shù)據(jù)表明，各機(jī)組用電量卻有較大差距，不同機(jī)組調(diào)試總用電量差額高達(dá)56%，可見(jiàn)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(guò)建立分階段統(tǒng)計(jì)的方法，對(duì)幾臺(tái)核電廠的調(diào)試用電進(jìn)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(dá)到核電成本管控的目的。

1 調(diào)試用電定義及計(jì)量方法

為了明確需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，首先定義調(diào)試用電是指為滿足機(jī)組商運(yùn)前對(duì)構(gòu)筑物、設(shè)備與系統(tǒng)的調(diào)試啟動(dòng)，自機(jī)組首個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始調(diào)試至機(jī)組投入商用期間從電網(wǎng)采購(gòu)的電能量。

典型核電廠供電系統(tǒng)見(jiàn)圖1，廠用電的來(lái)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(jī)自發(fā)供電。但發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后的自發(fā)供電不是從電網(wǎng)采購(gòu)，不計(jì)入調(diào)試用電。因此調(diào)試用電主要統(tǒng)計(jì)輔助變供電和主變壓器倒送電時(shí)消耗的電量。具體統(tǒng)計(jì)方法如下：

（1）輔助變壓器外購(gòu)電量：在主變不可用或停運(yùn)的情況下，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試活動(dòng)由電網(wǎng)通過(guò)輔助變壓器供給，該部分調(diào)試用電通過(guò)統(tǒng)計(jì)輔助變高壓側(cè)電度表E和F有功總電量來(lái)計(jì)算。

（2）主變壓器外購(gòu)電量：在主變壓器送電后，由電網(wǎng)通過(guò)主變供給現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試活動(dòng)產(chǎn)生的電量，通過(guò)統(tǒng)計(jì)主變壓器高壓側(cè)電度表A反向有功總電量來(lái)計(jì)算該部分調(diào)試用電量。

2 統(tǒng)計(jì)階段劃分

根據(jù)機(jī)組調(diào)試特點(diǎn)，在聯(lián)調(diào)階段現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備大量投入運(yùn)行，為調(diào)試用電消耗的主要階段。因此根據(jù)核電機(jī)組調(diào)試特點(diǎn)，按照熱試前準(zhǔn)備階段、熱試階段、裝料準(zhǔn)備階段、裝料至臨界、臨界至并網(wǎng)、機(jī)組并網(wǎng)至商運(yùn)等幾個(gè)階段來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、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(jì)方法和階段劃分原則，對(duì)已投運(yùn)的幾臺(tái)機(jī)組進(jìn)行階段分析，差異性分析結(jié)果如下：

3.1 熱試前準(zhǔn)備階段分析

熱試開(kāi)始前現(xiàn)場(chǎng)主要進(jìn)行單系統(tǒng)試驗(yàn)、回路沖洗、機(jī)組冷試等調(diào)試作業(yè)。此階段主要是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)備單體試轉(zhuǎn)，各機(jī)組設(shè)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(jī)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(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)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(shè)備、常規(guī)島主設(shè)備參與試驗(yàn)并連續(xù)運(yùn)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(yàn)的工期造成，調(diào)試計(jì)劃的緊湊性和設(shè)備性能會(huì)對(duì)各機(jī)組的用電量造成巨大區(qū)別。其中某機(jī)組因主設(shè)備故障導(dǎo)致熱試工期延長(zhǎng)15天，造成該階段的用電量超出其他機(jī)組同期電量約45%。

3.3 裝料準(zhǔn)備階段分析

熱試結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)主要開(kāi)展設(shè)備消缺、定期試驗(yàn)、補(bǔ)充試驗(yàn)等工作。重要設(shè)備的缺陷處理將帶來(lái)工期的延長(zhǎng)，設(shè)備缺陷處理后的再驗(yàn)證以及工期延長(zhǎng)增加的定期試驗(yàn)都是造成各機(jī)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(jìn)行裝料及臨界操作，核島設(shè)備及常規(guī)島部分設(shè)備均投入運(yùn)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(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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(shí)間長(zhǎng)短決定，重要設(shè)備缺陷處理、控制點(diǎn)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(jī)組臨界至并網(wǎng)階段主要工作包括汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、電氣并網(wǎng)試驗(yàn)，全廠所有負(fù)荷參與，日均耗電量基本相同，試驗(yàn)計(jì)劃的按時(shí)完成和機(jī)組主設(shè)備差異均對(duì)此階段用電造成重大影響。例如，某機(jī)組汽輪機(jī)采用了一鍵啟動(dòng)技術(shù)、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)所需時(shí)間大大減少，從而該階段調(diào)試用電量?jī)H為其余機(jī)組的50%。

3.6 并網(wǎng)至商運(yùn)階段分析

該階段進(jìn)行各功率平臺(tái)試驗(yàn)、機(jī)組小修，該階段機(jī)組設(shè)備全部投入運(yùn)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(jī)組未并網(wǎng)時(shí)間和機(jī)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(jī)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(jī)組由于電網(wǎng)原因，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間處于并網(wǎng)等待狀態(tài)，相比其它機(jī)組，該階段耗電量多出約35%。

3.7 差異性總結(jié)

根據(jù)上述分析，造成各機(jī)組間調(diào)試電量差異性的主要因素有以下幾點(diǎn)：（1）試驗(yàn)計(jì)劃的順利執(zhí)行。由于試驗(yàn)準(zhǔn)備、系統(tǒng)狀態(tài)、生產(chǎn)配合等因素會(huì)造成試驗(yàn)不能順利開(kāi)展或試驗(yàn)延長(zhǎng)，都造成設(shè)備無(wú)效運(yùn)行，產(chǎn)生大量的調(diào)試用電。（2）重大設(shè)備缺陷。試驗(yàn)過(guò)程中如果發(fā)生重要設(shè)備缺陷將造成試驗(yàn)計(jì)劃延長(zhǎng)或重復(fù)試驗(yàn)，甚至發(fā)生重要設(shè)備返廠維修從而使工期拖延幾個(gè)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(jī)組從開(kāi)始調(diào)試至商運(yùn)需要核安全局及外部電網(wǎng)多次控制點(diǎn)釋放。如果準(zhǔn)備不充分或溝通不暢將造成機(jī)組待命時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由此會(huì)產(chǎn)生較大的調(diào)試電量。（4）機(jī)組自動(dòng)化程度及主要設(shè)備差異。各機(jī)組啟動(dòng)階段自動(dòng)化程度高低及機(jī)組性能帶來(lái)的差異會(huì)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(guò)上面差異性分析，可從以下幾個(gè)方面來(lái)制定措施，減少調(diào)試用電量，達(dá)到節(jié)約用電的目的。

（1）合理的計(jì)劃。在聯(lián)調(diào)階段，各專業(yè)計(jì)劃工程師要掌控現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)展，合理安排計(jì)劃邏輯和工期，做好提前量，較少現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備無(wú)效運(yùn)行時(shí)間，從而節(jié)約工期及調(diào)試用電量。（2）及時(shí)決策和處理設(shè)備缺陷。設(shè)備發(fā)生缺陷，及時(shí)的決策和缺陷處理能夠有效節(jié)約機(jī)組建設(shè)工期，因此發(fā)生缺陷時(shí)要及時(shí)判斷進(jìn)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(zhǔn)備縮短控制點(diǎn)釋放時(shí)間。對(duì)于核安全檢查釋放的控制點(diǎn)要做好準(zhǔn)備，資料齊全，能夠以最短的時(shí)間完成釋放；提前和電網(wǎng)溝通保證機(jī)組啟動(dòng)后順利并網(wǎng)都將減少機(jī)組未并網(wǎng)時(shí)間，從而極大的節(jié)約調(diào)試用電量。（4）節(jié)電意識(shí)和激勵(lì)機(jī)制。通過(guò)宣傳手段，樹(shù)立全員節(jié)約用電意識(shí)，節(jié)約調(diào)試用電，如優(yōu)化試驗(yàn)邏輯、控制負(fù)荷啟動(dòng)次數(shù)、合理安排啟動(dòng)計(jì)劃等，促進(jìn)節(jié)電意識(shí)的養(yǎng)成；制定總體用電目標(biāo)，提升廣大職工節(jié)電積極性，切實(shí)降低調(diào)試用電量，根據(jù)電量使用情況，進(jìn)行節(jié)電激勵(lì)，從實(shí)際行動(dòng)中減少調(diào)試用電量，達(dá)到控制建設(shè)成本的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

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

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