□劉 勍 張 麗 汝向文 陳可飛 鄭久瑜

隨著經(jīng)濟發(fā)展和資源環(huán)境制約的加劇，為保障國家能源安全以及應對氣候變化要求，我國提出了調整能源結構、加快發(fā)展新能源、節(jié)能減排的能源發(fā)展戰(zhàn)略。在新能源中，核電具有優(yōu)質高效、技術成熟、經(jīng)濟性好、低碳環(huán)保等優(yōu)點，已成為我國新能源的主力軍[1]。截至2018年9月，我國內(nèi)陸正在運行核電機組43臺，年發(fā)電量位列全球第三；在建核電機組13臺，規(guī)模居世界首位[2]。某核電站工程規(guī)劃建設4臺壓水堆核電機組。其中1、2號機組建設兩臺650MW“二代改進型”壓水堆核電機組，分別于2015年12月24日、2016年8月12日投入商業(yè)運行。3、4號機組建設兩臺“融合華龍一號”百萬千瓦級壓水堆核電機組[3]。某核電瀕臨沿海，按照“一次規(guī)劃、分期建設”的原則進行建設，對當?shù)氐枨笙鄬^大，但核電站受地形、臺風氣候等條件的影響，淡水資源相對緊缺?？紤]核電工藝的特殊性和安全性，如何保障核電用水合理是核電項目水資源論證工作的重點之一。

一、核電用水描述

(一)核電廠用水系統(tǒng)。某核電廠3、4號機組采用三回路系統(tǒng)，其中一回路和二回路系統(tǒng)使用淡水，三回路系統(tǒng)使用海水。一回路系統(tǒng)為核蒸汽供應系統(tǒng)，是核電廠最重要的系統(tǒng)，通過循環(huán)水反復吸收和交換熱量，使堆芯冷卻、使二回路產(chǎn)生蒸汽。二回路為蒸汽和動力轉換系統(tǒng)，通過水、汽循環(huán)，推動汽輪機做功，帶動發(fā)電機發(fā)電。三回路直接抽取海水，進入冷凝器吸收熱量后又重新排回水體[3～4]。三個回路之間各自獨立封閉，互不相通。

(二)核電廠用水組成。某核電廠3、4號機組淡水用水包括施工期生產(chǎn)生活用水和運行期用水。

1.施工期用水。包括施工生產(chǎn)、生活用水及調試用水，其中施工生產(chǎn)用水主要為混凝土澆筑耗水。

2.運行期用水。一般工業(yè)用水：包括水泵軸封水、核島、常規(guī)島及BOP暖通空調補水以及各個子項的生產(chǎn)用水。除鹽水：除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)向核島、常規(guī)島、BOP子項的所有用戶供應符合水質和水量要求的除鹽水。生活用水：包括廠內(nèi)生活用水、綠化用水、食堂用水、浴室用水、廁所用水及其他服務用水等。

二、施工期用水合理性分析

(一)取用水量核算。某核電廠3、4號機組施工期生產(chǎn)用水主要包括混凝土骨料澆注、石料加工場沖洗和降塵等，安裝期和調試期生產(chǎn)用水主要用于系統(tǒng)沖洗和打壓試驗等。根據(jù)施工期生產(chǎn)量、高峰期施工人員和施工場地降塵面積、車輛數(shù)量等，采用地方用水標準，施工期淡水最大日用水量為4,065m3/d?？紤]淡水廠自用水率、管網(wǎng)漏損水量和未預見用水量，施工期淡水最大日取水量為4,890m3/d。施工高峰年施工人員9,000人，施工330天，則淡水最大年用水量為68.1萬m3/a，考慮淡水廠自用水率和輸水管線漏損，最大年取水量為79萬m3/a。

(二)水量平衡分析。對某核電廠3、4號機組施工期最大用水、耗水和排水量進行分析，施工期年最大用水量5,113m3/d，其中取新水量為4,883m3/d，再生水回用水量230m3/d，達標外排水量為1,458m3/d。

三、運行期用水合理性分析

(一)用水過程。運行期淡水用水包括生活用水、生產(chǎn)用水和綠化、洗車、澆灑用水等。根據(jù)運行期生產(chǎn)過程、人員數(shù)量、綠化面積等，采用地方用水定額，計算得到運行期各工況用水量。運行期兩臺機組正常運行工況，日用水量為6,568m3/d；運行期淡水最大日用水量為10,707m3/d，出現(xiàn)在一臺機組正常運行一臺機組啟動工況。根據(jù)機組料周期、進度計劃和運行天數(shù)，計算得到兩臺機組全年正常運行時年最大取水量為269.4萬m3/a。

(二)水量平衡分析。對某核電廠3、4號機組正常運行期的用水、耗水和排水量進行分析，正常運行期3、4號機組最大用水量7,552m3/d，其中取新水量為7,382m3/d，再生水回用水量170m3/d，達標外排水量為1,608m3/d。

(三)用水水平分析。根據(jù)單位發(fā)電量取水量公式，某核電廠3、4號機組設計年運行利用小時數(shù)為8,000h，年發(fā)電量194×105MW·h，運行期正常運行年取水量269.4×104m3，則單位發(fā)電量取水量設計值為0.139m3/(MW·h)。根據(jù)裝機取水量公式，運行期某核電廠3、4號機組正常運行工況下最大日取水量為7,380m3/d，裝機容量2×1,212MW，則單位裝機取水量設計值為0.035m3/(s·GW)。由于國家對核電工業(yè)的淡水用水水平尚無相應的標準，因此本文采用和已運行的某核電廠1、2號機組以及同類核電工程對比，分析取用水量的合理性。3、4號機組單位發(fā)電量取水量低于1、2號機組單位發(fā)電量取水量實際值和設計值；與同規(guī)模核電工程設計階段相比，機組單位發(fā)電量取水量偏高。單位裝機取水量設計值低于運行的某核電1、2號機組，也偏高于同規(guī)模核電工程設計單位裝機取水量。

四、合理取用水量

運行期住在生活區(qū)的設計生活用水標準為200L/人·d。某核電廠3、4號機組與1、2號機組工程共用取水設施，供水系統(tǒng)相對獨立，按工程總體用水人口規(guī)模及用水方式，住在生活區(qū)的生活用水標準按《海南省用水定額》中城鎮(zhèn)居民生活用水定額最高180L/人·d標準重新核定。則正常運行期人員生活日用水量為206m3/d，可節(jié)水14m3/d；年用水7.52萬m3，節(jié)水0.51萬m3。

根據(jù)節(jié)水潛力分析結果，對運行期生活用水量進行了核定，核定后最大日取水量為12,080m3/d，年取水量為269.4萬m3，分別核減了60m3/d和0.6萬m3。

作為國家鼓勵發(fā)展的項目，某核電廠3、4號機組用水采用了先進的工藝流程，采取了多種節(jié)水措施，用水指標合理。因此，某核電廠3、4號機組運行期合理的淡水取水量為269.4萬m3/a。

五、結語

某核電廠3、4號機組項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策，項目的取水符合水資源規(guī)劃和區(qū)域水資源配置方案，與流域及區(qū)域的水資源條件、開發(fā)利用程度及區(qū)域的用水水平是相適應的。作為國家鼓勵發(fā)展的項目，某核電廠3、4號機組用水采用了先進的工藝流程，采取了多種節(jié)水措施，用水指標合理，與海南昌江核電廠1、2號機組的用水情況相比，節(jié)水水平有了提高。因此，某核電廠3、4號機組運行期合理的淡水取用水量為269.4萬m3/a，取水量是合理的。