在国土空间规划日趋严格的背景下，国家已实行最严格的耕地保护制度和节约集约用地制度，核电厂各BOP子项占地面积将严格执行《电力工程项目建设用地指标》中相关控制指标。同时，在核电厂上网电价不再按投资加固定收益率计算的情况下，投资管控将成为核电厂的生命线。
国内某核电厂一期工程、二期工程四台机组连续建设，在设计上使用膜法海水淡化作为淡水水源，供给施工期和运行期生产、生活所需淡水。根据设计规划，已建设完成的海水淡化厂房供首期工程使用，海水预处理系统设计出水量为27000m3/d，淡水产量为9600m3/d。后续机组将视工程进展分期建设海水淡化厂房和安装设备，为避免重复建设，有效降低工程投资，需综合考虑各方因素并对比参考电站和国内同机型核电厂淡水用水量，提出淡水生产改进优化方案。为后续淡水生产设计、设备采购、工程建安、调试运行等提供方向性建议。
一．水源情况
核电机组建设期（施工建造及调试），厂区设置施工供水站用于施工期人员生活、生产、临建消防等用水，水源由海水淡化和市政水源供给，其中，在海水淡化工程建成前施工期间的生活、生产用水由市政自来水供水供给。海水淡化工程建成后的施工期以及机组运行后运行机组的生产、生活用水由海水淡化供给。
1.1 海水淡化系统介绍
根据《海水淡化系统说明书》，海水淡化系统的功能是将海水经过预处理和反渗透脱盐处理后，向除盐水处理系统、厂区生活水分配系统、工业水系统供应符合质量要求的淡水。
海水淡化系统采用混合反应沉淀池+V 型滤池+超滤+海水膜一级反渗透+二级反渗透的工艺流程，超滤工艺（不含超滤）前的设备一次设计满足最终运行的水量，即六台机组共用一个海水预处理厂房，在首期工程（两台机组）建设时预留后续四台机组设备的位置，土建一次完成，设备分期实施。
海水淡化系统利用海水制取厂区生产生活用水和除盐水原水。海水经混合反应沉淀池+V型滤池+超滤预处理工艺，送至海水淡化厂房，海水淡化反渗透工艺处理后供生产生活用水和除盐水系统原水。按照二级反渗透浓水回收，二级反渗透水回收率85%，一级反渗透水回收率45%，超滤水回收率90%，混合反应沉淀+V型滤池耗水率3%，海水取水管网漏损水量按3%考虑。
海水淡化工程分期建设。海水淡化工程的海水预处理除超滤系统外设计规模根据六台机组用水量确定，土建工程一次完成，设备分期安装。海水淡化设计产水能力如下：
施工期海水淡化设计产水量：3500 m3/d；
两台机组海水淡化设计规模：9600 m3/d；
六台机组海水淡化总设计出水规模：23000 m3/d；
两台号机组运行设计取水量：27000m3/d；
一台机组运行设计取水量：20000m3/d；
施工期设计取水量：9200m3/d。
取水总设计规模：65000m3/d；
海水预处理设计规模：65000m3/d（除超滤系统）。
1.2 海水淡化系统源水
海水取水点分别设于循环水泵房鼓型滤网后、虹吸井溢流堰前和海水淡化取水泵房，海水淡化取水时根据水温变化、工程阶段和机组运行工况选择取水点。
— 热季工况：当海水水温高于17℃时，直接从循环水泵房鼓型滤网后取水。在1、2号机组和3、4号机组循环水泵房安装海水淡化海水取水泵，送至海水淡化厂房。
— 冷季工况：当海水水温低于8℃时由温排水回流供水。在1、2号机组和3、4号机组虹吸井溢流堰前设海水淡化取水泵，送至海水淡化厂房。
— 当海水水温在8℃~17℃时，可根据实际运行情况决定是否从循环水泵房鼓型滤网后取水或由温排水回流供水，首选由温排水回流供水。
— 考虑到循环水取水系统完工日期与海水淡化厂房投运日期不同步，一期工程施工期和一期工程1号机组调试阶段由设于海边的海水取水泵房取水，送至海水淡化厂房。
1.3 海水淡化产水水质要求
生活水水质符合《生活饮用水卫生标准》要求，生产水除硼含量外，符合《生活饮用水卫生标准》要求，除盐水系统原水采用二级反渗透产水，满足除盐水系统进水水质要求。
核岛混凝土用水标准较高,氯离子含量要求不大于250mg/L。市政来水氯离子受季节影响较大，浓度不稳定，有导致供水水质不满足饮用水和混凝土用水标准的风险。
二．淡水用水现状
2020年度，随着现场工程的进展，核电现场淡水需求明显增加，在2020年11月出现用水峰值605m3/d。
三．淡水用水分析
3.1 一期工程用水对比分析
根据对一期工程参考电站施工期、调试期用水的分析可知，该电厂两台机组从开工建设至两台机组并网运行，两台机组施工（混凝土搅拌、养护、设备冲洗等）工程用水、厂区内各施工单位管理人员办公场所用水及调试启动期间用水情况如下：
（1） 参考电站施工期用水高峰期最大月平均日用水量3981吨（不含厂前区生活水用水）。
（2） 参考电站双机组从启动调试试验到并网商运，经历了机组正常运行、机组大修，最大月平均日用水量为4489吨；运行期（包括各种工况）最大月日均淡水消耗量小于3900吨。
3.2 二期工程用水对比分析
3.2.1施工调试期用水
根据取水退水方案，二期工程施工期淡水最大日用水量为2398 m3。参考国内同机型电厂施工、调试期用水统计数据可知，该电厂两台机组从开工建设至两台机组并网运行，两台机组施工（混凝土搅拌、养护、设备冲洗等）工程用水、厂区内各施工单位管理人员办公场所用水及调试启动期间用水情况如下：
（1） 同机型电厂施工期平均日用水量为1209 m3；土建高峰期最大月平均日用水量2412 m3。因本电厂混凝土浇筑总量较同机型电厂多，施工期最大日平均用水量按其1.3倍考虑，即3136 m3/d；
（2） 同机型电厂调试期最大月平均日用水量为3578 m3。假定本电厂调试用水量为其1.1倍考虑，预计调试期最大月平均日用水量为4000 m3/d。
3.2.2 生产期用水
根据同机型电厂两台机组商运后的实测数据，两台机组在经历功率运行、大修、调停等工况时，淡水用水量峰值为4357 m3/d，经分析，此淡水量完全可以满足二期工程双机组淡水需求。
3.3 海水淡化产水量与全厂机组不同阶段用水需求的匹配性
通过对比参考电站，一期工程各阶段用水需求为建安期最大月日均淡水消耗量为约4000吨，调试期最大月日均淡水消耗量为约4500吨。通过对比国内同机型电厂，二期工程各阶段用水需求为建安期最大月日均淡水消耗量为约2400吨，调试期最大月日均淡水消耗量为约3600吨，运行期（包括各种工况）最大月日均淡水耗量约4400吨。通过对比海淡产水量，结论如下：
1. 鉴于建安、调试期对1级反渗透和2级反渗透出水量要求的不同，结合二期工程混凝土使用量比国内同机型电厂多的实际，已建施工期海淡可满足建安需求，但不满足调试需要。
2. 根据对标电厂用水数据，原一期海水淡化淡水生产量（9600 m3/d）可以满足一、二期机组连续建设、调试、正常运行等各种工况淡水需求，其最大为8846 m3/d，仅从水量上看，能够满足4台机组用水量，但海水淡化设备生产能力基本达到饱和，考虑到海水淡化运行存在部分系列检修、故障的可能，同时结合最大日均供水大于最大月日均供水的实际，难以应对设备故障带来的风险，为应对用水波动、设备失效、检修等不利因素，应适时启动海水淡化扩容的建设。
3. 由于已建设的施工期海水淡化出水能力为3500 m3/d，如仅考虑施工期海淡供水能力，则不满足二期工程运行期用水需求。
4. 如考虑四台机组连续施工，目前施工期海淡配置不满足用水需求，需考虑备用水源。
四．结束语
在满足机组日常淡水使用需求的前提下，合理控制海淡工艺系统规模，对核电厂控制子项占地面积和总投资意义重大。本文以一期工程参考电厂和二期工程国内同机型电厂为对标对象，全面分析了全厂各期工程用水量，提出可适当减小全厂海水淡化系统的配置规模，在已建工艺系统出水能力9600 m3/d的基础上，将尚未安装的反渗透等设备扩容，使海淡总产水量达到16000 m3/d，如此则可以满足全厂规划的六台机组的需要，并有效降低子项占地规模和初始投资，为核电厂安全稳定经济运行奠定坚实的基础。