第六章-循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

2026/8/101一、概述1、總布置濱海電站的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)（簡稱循環(huán)水系統(tǒng)）三回路系統(tǒng)，其標(biāo)高布置，是確定廠區(qū)標(biāo)高的兩個主要決定因素之一。（1）廠區(qū)地坪的標(biāo)高應(yīng)位于千年一遇的最高潮位以上，以避免特大潮水淹沒廠區(qū)的危險。（2）將凝汽器布置在適當(dāng)標(biāo)高的位置上，使得循環(huán)水回路中有適當(dāng)?shù)暮缥?yīng)，并使電站基建投資和循環(huán)水用電消耗都比較合理。也就是綜合考慮基建投資和運行費用后選定最優(yōu)的標(biāo)高。2026/8/102大亞灣核電站的布置為：廠區(qū)標(biāo)高為+6.50mPRD（珠江水面基準(zhǔn)），汽機廠房底層標(biāo)高采用+6.70mPRD，凝汽器底座布置在+6.70mPRD上，而凝汽器水室最高點標(biāo)高則為13.550m。在正常潮位下循環(huán)水回路中考慮到管渠的阻力以后，虹吸高度約為7m。大亞灣核電站循環(huán)水系統(tǒng)平面布置如圖所示。圖中CM為海水進水渠道，PX為聯(lián)合泵站，HX為制氯站，MX為汽機廠房，CD為混凝土海水輸送管道及排水溝道，CC為虹吸井，冷卻水通過虹吸井后排入明渠流入海中。2026/8/103海水進口聯(lián)合泵站虹吸井汽機廠房制氯站排水溝2026/8/1042、系統(tǒng)構(gòu)成循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與下列系統(tǒng)及設(shè)備有關(guān)：（1）循環(huán)水過濾系統(tǒng)（2）循環(huán)水處理系統(tǒng)（3）陰極保護系統(tǒng)（4）循環(huán)水管系充水系統(tǒng)（5）凝汽器（6）二次濾網(wǎng)系統(tǒng)2026/8/1053、設(shè)計性能大亞灣核電站的汽輪發(fā)電機組在最大連續(xù)出力（MCR－Maximumcontinuousrating）983.8MW下，所有加熱器系列全部運行時，凝汽量為829.41kg/s，加上排入凝汽器的其它方面的蒸汽和疏水132.034kg/s，則總出口凝結(jié)水量為961.168kg/s。每臺循環(huán)水泵的額定流量為22.482m3/s，其中供輔助冷卻水系統(tǒng)的水量為0.48m3/s，供3臺凝汽器的水量為22.002m3/s。在額定流量下循環(huán)水泵揚程為16m水柱。在凝汽器鈦管中循環(huán)水的平均流速為2.44m/s。2026/8/106二、聯(lián)合泵站聯(lián)合泵站可分為下列兩個主要部分：（1）進水，預(yù)過濾，細過濾；（2）泵房。泵站從供水渠道直接取水，通過預(yù)過濾和細過濾設(shè)施同時向循環(huán)水泵和核島重要生水系統(tǒng)水泵供水。每臺機組的循環(huán)水管道又分成兩個系列A和B，分別向三臺凝汽器的半側(cè)供水。2026/8/1071、循環(huán)水過濾系統(tǒng)循環(huán)水過濾系統(tǒng)可分成預(yù)過濾設(shè)備及細過濾設(shè)備（即一次濾網(wǎng)）。（1）預(yù)過濾設(shè)備在每個系列的進水渠道中，按水流方向分別裝設(shè)：粗濾網(wǎng)、閘板門及帶有機械消除垃圾裝置的攔污柵。

粗濾網(wǎng)的柵格間隔為200mm，用于阻攔體積較大的漂浮物體進入泵站。

閘板門的作用是當(dāng)泵站內(nèi)部溝渠或濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)需要檢修時，可將閘板門放下隔斷海水，設(shè)備正常運行時，則被取出儲存在專用的井坑中。在閘板門滑動的框架上裝有帶噴嘴的母管，此母管與循環(huán)水處理系統(tǒng)相連接，用于向進口循環(huán)水中注射次氯酸鈉。

攔污柵的柵格間隔為50mm，柵格截面為40×8mm，垃圾清除耙的行走速度約為3.8m／min。

2026/8/108攔污柵配備有垃圾清除器，清除器由裝有耙齒的翻動水槽組成。每臺攔污柵由下列主要部件組成：

——一個柵格濾網(wǎng)：由下、中、上三部分組成，材料均為AISI316L不銹鋼，用螺栓固定在預(yù)埋混凝土中的凸耳上；

——一個滑行導(dǎo)向道，由AISI316L不銹鋼材料制成。用螺栓固定在預(yù)埋混凝土中的凸耳上；

——一個滑車；

——一個裝備好的耙子，帶有與耙子同寬度的可翻水槽，用于收集垃圾等雜物；

——驅(qū)動裝置及限位開關(guān)；

——一個用鉸鏈裝設(shè)的活板。2026/8/109滑車和耙子水槽組合件由一臺卷揚機帶動，組合件用兩個繩扣通過一個減振器與鋼絲繩相連接。

每臺攔污柵裝配有一臺浮子式差壓計和一臺氣動差壓計。它們控制垃圾清除器的運行周期：當(dāng)攔污柵進出口壓力損失達到一個規(guī)定數(shù)值時，垃圾耙就會啟動運行，直到壓力損失降到正常值為止。垃圾清除器亦可由定時回路控制，每隔480分鐘啟動垃圾耙一次，保持進出口壓差在閾值以下，即小于0.12米水柱。2026/8/1010（2）細過濾設(shè)備（一次濾網(wǎng)）一次濾網(wǎng)為旋轉(zhuǎn)鼓型濾網(wǎng)，濾網(wǎng)鼓中心軸線呈水平布置，濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖所示，水自濾網(wǎng)外側(cè)流向網(wǎng)內(nèi)部，水中垃圾污物被留在網(wǎng)外圓表面。由于濾網(wǎng)以低速旋轉(zhuǎn)，在濾網(wǎng)鼓外圓表面裝設(shè)的傾斜角鋼將垃圾帶到水面以上。在圖中右上角處裝有沖洗噴嘴，高壓水自噴嘴中噴出，將附著于濾網(wǎng)表面的垃圾清除，通過一排水溝道排走。2026/8/1011

每臺濾網(wǎng)裝有2臺沖洗水泵。正常運行時，一臺泵運行，一臺泵備用。此外考慮到特殊海生物如水母等附著在網(wǎng)孔上不易清除，在沖洗回路中裝設(shè)有一臺升壓泵。此種高壓泵并不經(jīng)常使用，只有在大量海生物附著于濾網(wǎng)表面不易清除時才投入使用。另外在沖洗水回路中還裝有沖洗水濾網(wǎng)。

濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)速度有3檔：低速、中速、高速，其速度分別為2.5m／min、10m／min、20m／min。在濾網(wǎng)的內(nèi)外兩側(cè)裝有壓差計（浮子式和氣動式壓頭損失指示器），以測量濾網(wǎng)兩側(cè)的壓差。濾網(wǎng)的工作壓差分三級：一級為20cm水柱，二級為30cm水柱，三級為50cm水柱。當(dāng)濾網(wǎng)在一級壓差下工作時，它從低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴龠\轉(zhuǎn)，在二級壓差下工作時，從中速轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚龠\轉(zhuǎn)，同時啟動沖洗水的升壓泵。

2026/8/10122、循環(huán)冷卻水泵（1）系統(tǒng)布置

大亞灣核電站循環(huán)水泵系統(tǒng)的布置為每臺機組配備兩臺循環(huán)水泵，水泵與凝汽器采用單元連接方式。

每臺汽輪機有三臺凝汽器，每臺凝汽器水室又被分割為兩個獨立的水室，每臺水泵與三臺凝汽器水室的一半連接形成獨立的回路。兩臺水泵采用兩條壓力管道輸送循環(huán)水到汽輪機廠房，這兩條壓力管道之間無任何管道連接，整個循環(huán)水系統(tǒng)形成無閥門回路。2026/8/1013（2）循環(huán)水泵大亞灣核電站循環(huán)水泵采用英國NEIAllen公司生產(chǎn)的垂直布置混流式水泥蝸殼水泵，其結(jié)構(gòu)如圖所示。1-泵葉輪；2-泵頂蓋；3-葉輪與泵殼體密封環(huán)；4-混凝土蝸殼；5-預(yù)埋的座底環(huán)帶支柱；6-底腳螺絲；7-機械密封；8-減速齒輪；9-變速箱內(nèi)泵推力軸承和上導(dǎo)向軸承；10-軸承支架；11-泵軸下導(dǎo)向軸承；12-電動機

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循環(huán)水泵由一減速齒輪箱驅(qū)動，驅(qū)動水泵的電動機為感應(yīng)式，電壓為6.6kV，空負荷時轉(zhuǎn)速為750rpm。

電動機為空冷密閉循環(huán)，空氣在冷卻器內(nèi)冷卻，冷卻水為來自常規(guī)島閉路冷卻水系統(tǒng)的除鹽水。來自除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)的澄清過濾水通往循環(huán)水泵的機械軸封，用于防止海水泄漏，在進行機械密封維修時，可用兩個充氣橡皮圈密封，將其與海水隔離。2026/8/1015與國產(chǎn)金屬蝸殼循環(huán)水泵比較，立式水泥蝸殼型水泵具有下列特點：

——水泵蝸殼與進水通道均為混凝土澆制，從鼓型旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)出口到水泵葉輪進口處形成進水通道，整個通道的型線和尺寸由制造廠通過模型試驗確定，能保證良好的進水水力特性。需要指出的是：在循環(huán)水泵的進水通道上，通道斷面由方形收縮變?yōu)閳A形，形成收斂形混凝土彎頭。此種結(jié)構(gòu)可消除滯流區(qū)及漩渦，因而可避免帶入空氣造成的振動及海生物的沉積和污染；

——水泥蝸殼無腐蝕，無振動，不需要大量的維修工作；

——水泵軸承與海水隔離，油潤滑磨損小，溫度檢查方便，使用壽命至少十年，維修簡便；

——泵軸在機械密封處裝有軸套，因此處于干燥狀態(tài)，不與海水接觸，無腐蝕；

——檢查維修方便簡單，無重的荷載，檢查時不需要解體，一般5～7年大修一次；

——與海水接觸的金屬部件均用防海水腐蝕的不銹鋼或不銹鑄鐵(靜止部件)制作，結(jié)構(gòu)較簡單且轉(zhuǎn)速較低，故運行可靠性較高。2026/8/1016（3）核島重要生水泵核島重要生水泵屬于核島重要生水系統(tǒng)，其安全等級為三級，其功能為向核島設(shè)備冷卻水系統(tǒng)內(nèi)的冷卻器不間斷地供給冷卻水。每臺機組配備有四臺核島重要生水水泵，它們布置在兩臺循環(huán)水泵之間的井坑內(nèi)，每臺泵占有一個井坑，彼此間相互隔離。水泵進水來自鼓型濾網(wǎng)出口通往循環(huán)水泵入口的通道上。每兩臺核島重要生水泵的出水管并聯(lián)在一起，通過一條輸水管輸水到核島廠房。每臺機組裝有兩條輸水管。

2026/8/1017（4）消防水泵消防水泵的容量設(shè)計準(zhǔn)則為：用4臺泵瞬間提供常規(guī)島需用的最大消防水量。按汽機主油箱起火事故計算，大亞灣核電站需要的消防水量為1043m3／h，加上同時幾個水龍帶耗用水量為200m3/h，總共需用消防水量為1243m3／h（不考慮兩臺機組同時發(fā)生上述設(shè)計基準(zhǔn)事故）。每臺泵出口均裝有再循環(huán)管，因此不管需用的流量大小，水泵均能安全運行。四臺消防水泵均安裝在聯(lián)合泵站內(nèi)。每臺機組的兩臺消防水泵裝在兩個鄰近濾網(wǎng)側(cè)的核島重要生水泵坑內(nèi)。消防水水源為大容積的混凝土池。每兩臺泵共用一個混凝土池。此混凝土池亦布置在聯(lián)合泵站內(nèi)的濾網(wǎng)區(qū)，消防水源由飲用水系統(tǒng)供給，再由生水系統(tǒng)作備用。當(dāng)?shù)畠Υ嬗帽M，飲用水和生水系統(tǒng)都供不上淡水時，在迫切需要的緊急情況下，通過打開與核島重要生水系統(tǒng)的連接閥，也可以用海水直接供給消防水泵用水。2026/8/10183、循環(huán)冷卻水處理為防止海生物在凝汽器和管溝內(nèi)滋生，對循環(huán)水進行氯化處理是有效的措施。但目前國內(nèi)外廣泛采用的還有機械處理的方法，即膠球清洗凝汽器管子和二次濾網(wǎng)裝置。實踐經(jīng)驗證明，濱海電站如采用機械處理方法，必須與氯化處理相結(jié)合才能收到預(yù)期效果。

2026/8/1019（1）循環(huán)水氯化處理海水氯化可通過以下三種方式來實現(xiàn)：

——直接加氯處理；

——用次氯酸鈉溶液處理；

——就地注入電解海水產(chǎn)生的次氯酸鈉溶液。2026/8/1020運行經(jīng)驗表明，以上三種過程具有十分接近的效果，都取決于溶液中形成的次氯酸，這種次氯酸構(gòu)成對海生物的主抑制劑。當(dāng)氯溶解于水中時它的水解化學(xué)反應(yīng)式如下：C12+H20→H++C1－+HOCl次氯酸分解產(chǎn)生氫和次氯酸離子：HOCl→H++OCl－在這些反應(yīng)式中出現(xiàn)三種形式可用的氯，它們是：氯離子Cl，未離子化的次氯酸HOCl及次氯酸離子OCI。此三種形式以平衡狀態(tài)存在，其相互間比例取決于溶液的pH值和溫度。此外不管引進的方式如何，是氣體氯還是次氯酸，其相互間化例是相同的。2026/8/1021當(dāng)pH為2～7時，HOCl占絕對優(yōu)勢；當(dāng)pH＝7.4時，HOCl和OCl大致相等；在pH>7.4時，OCl的比例增大。當(dāng)pH=8.0～8.5（這是海水的一般情況）和海水溫度達15℃時，所有的氯離子趨于消失。此時等值活性氯化物由下列混合物組成：以次氯酸鈉形式出現(xiàn)的次氯酸離子（OCl，約為80％）和次氯酸（HOCl，約為20％）。當(dāng)pH≥9.5時所有的可用氯以次氯酸離子（OCl）的方式出現(xiàn)。當(dāng)NaCL溶液被電解時，產(chǎn)生下列總反應(yīng)式：NaCl+H2O→NaOCl+H2NaOCl＋H2O→HOCl+NaOHHOCI→H++OCl－

重要的產(chǎn)物為次氯酸HOCl及次氯酸離子（OCl）。這兩種產(chǎn)物能進入有機生物體內(nèi)，破壞其生活機制，從而能有效地防止循環(huán)冷卻水回路中的海生物滋長。2026/8/1022（2）氯化站的描述大亞灣循環(huán)水氯化處理采用就地電解海水產(chǎn)生次氯酸鈉溶液的方法。

簡述如下：每臺的次氯酸鹽發(fā)生器由2套獨立的50%容量的電解系列組成。2套系列并聯(lián)裝設(shè)，每套設(shè)備能生產(chǎn)83kg/h活性氯。每套電解系統(tǒng)由14個組件（每個組件有20個電解單元）組成。在其中將直流電流通過海水電解以產(chǎn)生次氯酸鈉和氫。產(chǎn)生的次氯酸鹽的數(shù)量與流過電解單元的電量成正比。2026/8/1023兩臺海水供給泵中一臺進行，一臺備用，供給每臺機組的兩個電解系列需要的海水。海水經(jīng)過一個濾網(wǎng)送到電解設(shè)備當(dāng)中。海水供給泵由核島重要生水泵回路供水。當(dāng)運行泵發(fā)生故障被迫停運時，備用泵自動啟動投入運行。直流電流由一臺整流機組供給，每臺次氯酸鹽發(fā)生器裝有一臺整流機組。整流機組裝6.6kV交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏鳌Ｑh(huán)水處理系統(tǒng)主要設(shè)備安裝在制氯站建筑物內(nèi)，共裝有4套次氯酸鹽發(fā)生器和4臺整流機組，其容量為每套發(fā)生器生產(chǎn)線具有83kg/h活性氯溶液的能力。

2026/8/1024需要的次氯酸鹽溶液流量根據(jù)正常運行中各種泵的流量進行計算。

——循環(huán)水泵2臺循環(huán)水泵運行流量為：22.482×2=44.964m3/s

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過濾器沖洗泵每臺鼓