WR常規(guī)島冷卻水系統(tǒng)

第六章PWR常規(guī)島冷卻水系統(tǒng)

(廣核第15章)6.1循環(huán)冷卻水系統(tǒng)(廣核15.1~15.2)6.1.1概述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)(簡稱循環(huán)水系統(tǒng))的功能是通過兩條獨立的進水渠向每臺機組的凝汽器和輔助冷卻水系統(tǒng)提供冷卻水(海水)，對每臺機組所需的全部海水進行過濾，并對循環(huán)水進行氯化處理。循環(huán)水系統(tǒng)與下列系統(tǒng)及設備有關：(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)二次濾網系統(tǒng)1/18/202316.1.2循環(huán)水及過濾系統(tǒng)1/18/202326.1.3循環(huán)水渠和管道1/18/202336.1.4循環(huán)水灌水系統(tǒng)1/18/202346.1.5聯(lián)合泵站設備簡介以大亞灣核電廠為例，聯(lián)合泵站可分為下列兩個主要部分：(1)進水，預過濾，細過濾；(2)泵房。泵站從建筑物南側供水渠道直接取水，通過預過濾和細過濾設施同時向循環(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供水。1/18/202356.1.5.1預過濾設備

在每個系列的進水渠道中，按水流方向分別裝設：粗濾網、閘板門及帶有機械消除垃圾裝置的攔污柵。粗濾網的柵格間隔為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：當泵站內部溝渠或濾網結構需要檢修時，可將閘板門放下隔斷海水；當設備正常運行時，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.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：①一個柵格濾網：由下、中、上三部分組成，材料均為AISl316L不銹鋼，用螺栓固定在預埋混凝土中的凸耳上。②一個滑行導向道，由AISl316L不銹鋼材料制成。用螺栓固定在預埋混凝土中的凸耳上。③一個滑車。④一個裝備好的耙子，帶有與耙子同寬度的可翻水槽，用于收集垃圾等雜物。⑤驅動裝置及限位開關。⑥一個用鉸鏈裝設的活板。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480min啟動垃圾耙一次，保持進出口壓差在閾值以下即<0.12m水柱。1/18/202366.1.5.2細過濾設備(一次濾網)一次濾網為旋轉鼓型濾網，濾網鼓中心軸線呈水平布置，濾網結構如右圖所示，水自濾網外側流向網內部，水中垃圾污物被留在網外圓表面。由于濾網以低速旋轉，在濾網鼓外圓表面裝設的傾斜角鋼將垃圾帶到水面以上。在圖的右上角處裝有沖洗噴嘴，高壓水自噴嘴中噴出，將附著于濾網表面的垃圾清除，通過一排水溝道排走。每臺濾網裝有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孔上不易清除，在沖洗回路中裝設有一臺升壓泵。此種高壓泵并不經常使用，只有在大量海生物附著于濾網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。濾網旋轉速度有3檔：低速、中速、高速，其速度分別為2.5m/min、10m/min、20m/min。在濾網的內外兩側裝有壓差計(浮子式和氣動式壓頭損失指示器)，以測量濾網兩側的壓差。濾網的工作壓差分三級：一級為20cm水柱，二級為30cm水柱，三級為50cm水柱。當濾網在一級壓差下工作時，它從低速轉變?yōu)橹兴龠\轉，在二級壓差下工作時，從中速轉變?yōu)楦咚龠\轉，同時啟動沖洗水的升壓泵。鼓型旋轉濾網與我國目前火電站常用的鏈式濾網相比較，具有下列特點：(1)當保護凝汽器冷卻面積不受污染成為主要問題時，一項安全準則是選用濾網網眼尺寸約等于1/6凝汽器管子的內徑。大亞灣凝汽器鈦管內徑約為24mm，故選用3×3mm網孔尺寸，符合這一安全準則，能避免凝汽管由于污染而被迫停下清理；(2)濾網鼓的直徑隨潮位變化輻度加大而增大(大亞灣為15m)。(3)能適用于大流量。(4)濾網鼓速度可以變化，當用較快速度旋轉時，可以處理較多的浮懸物；(5)在濾網進出口壓差增大時，濾網鼓的驅動功率不增加；(6)與鏈式濾網相比較，鼓型濾網可用較淺的井坑；(7)鼓型濾網的轉動與靜止部分的密封采用壓力式密封，密封性能較好；(8)鼓型濾網可靠性較好；(9)鼓型濾網的維修工作可以進行得更快更省。1/18/20237旋轉濾網反沖洗系統(tǒng)1/18/202386.1.5.3

循環(huán)冷卻水泵1.系統(tǒng)布置

大亞灣核電廠循環(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。

1/18/202392.循環(huán)水泵大亞灣核電廠循環(huán)水泵采用英國NEIAllen公司生產的垂直布置混流式水泥蝸殼水泵，與國產金屬蝸殼(50ZLQ-50型)循環(huán)水泵比較，立式水泥蝸殼型水泵具有下列特點：(1)水泵蝸殼與進水通道均為混凝土澆制，從鼓型旋轉濾網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，施工中由制造廠提供木模圖紙，在香港一家NEI的工廠中加工成木模部件運到工地來裝配成整個木模后，才進行安裝和澆灌混凝土，因而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。此種結構可消除滯流區(qū)及旋蝸，因而可避免帶入空氣造成的振動及海生物的沉積和污染。(2)水泥蝸殼無腐蝕，無振動，不需要大量的維修工作。(3)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。(4)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。(5)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。(6)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，結構較簡單且轉速較低，故運行可靠性較高。1/18/202310離心式或或混流式式水泵的的優(yōu)點這里還需需要指出出的是：：水泵葉葉輪型式式在國外外多采用用離心式式(法國國Bergeron廠廠)和混混流式(英國NEIAllen廠)，而國國內較多多地采用用軸流式式(50ZLQ-50型水泵泵)。與與軸流式式水泵相相比，離離心式或或混流式式水泵具具有下列列優(yōu)點：：(1)軸軸流式葉葉輪對進進水方式式更為敏敏感，因因為其大大部分作作功是在在葉輪進進口處完完成，不不正確的的進水方方式可導導致壓頭頭-流量量曲線的的改變、、效率的的降低和和工況的的不穩(wěn)定定，往往往會產生生振動和和噪音，，這是軸軸流泵的的一個缺缺點，而而離心式式或混流流式水泵泵正是克克服了此此缺點。。(2)此此種水泵泵的特點點為大流流量低揚揚程，其其比轉速速范圍為為80~250。在水水泵以比比轉速為為函數(shù)的的最大效效率曲線線中，當當比轉速速從60~80開始，，水泵的的效率逐逐步下降降，大亞亞灣循環(huán)環(huán)水泵的的比轉速速為95.5(混凝土土蝸殼立立式泵的的設計中中一般70~125)，而國國產50ZLQ-50型軸流流式循環(huán)環(huán)水泵的的比轉速速為156左右右，因而而效率較較低。(3)軸流流式水泵需需要有更大大的NPSH值(對對相同的流流量和壓頭頭而言)。。因而軸流流式水泵的的葉輪需要要裝設在比比離心式和和混流式葉葉輪更低的的位置。(4)在相相同的壓頭頭下，離心心式和混流流式水泵中中水流速度度較低，這這可減輕腐腐蝕和浸蝕蝕現(xiàn)象。當當用海水冷冷卻時，這這一點尤為為重要。1/4/2023116.1.5.4核核島重要生生水泵(EssentialServiceSystem)核島重要生生水泵屬于于核島重要要生水系統(tǒng)統(tǒng)，其安全全等級為三三級，其功功能為向核核島設備冷冷卻水系統(tǒng)統(tǒng)內的冷卻卻器不間斷斷地供給冷冷卻水。每每臺機組配配備有四臺臺核島重要要生水水泵泵，它們布布置在兩臺臺循環(huán)水泵泵之間的井井坑內，每每臺泵占有有一個井坑坑，彼此間間相互隔離離。水泵進水來來自鼓型濾濾網出口通通往循環(huán)水水泵入口的的通道上。。每兩臺核核島重要生生水泵的出出水管并聯(lián)聯(lián)在一起，，通過一條條輸水管輸輸水到核島島廠房。每每臺機組裝裝有兩條輸輸水管。1/4/2023126.1.5.5消消防水泵消防水泵的的容量設計計準則為：：用4臺泵泵瞬間提供供常規(guī)島需需用的最大大消防水量量。按汽機機主油箱起起火事故計計算，大亞亞灣核電廠廠需要的消消防水量為為1043m3/h，加上上同時幾個個水龍帶耗耗用水量為為200m3/h，總共共需用消防防水量為1243m3/h。(不不考慮兩臺臺機組同時時發(fā)生上述述設計基準準事故。)每臺臺泵泵出出口口均均裝裝有有再再循循環(huán)環(huán)管管，，因因此此不不管管需需用用的的流流量量大大小小，，水水泵泵均均能能安安全全運運行行。。四臺臺消消防防水水泵泵均均安安裝裝在在聯(lián)聯(lián)合合泵泵站站內內。。每每臺臺機機組組的的兩兩臺臺消消防防水水泵泵裝裝在在兩兩個個鄰鄰近近濾濾網網側側的的核核島島重重要要生生水水泵泵坑坑內內。。消防水水源為為大容積的混混凝土池。每每兩臺泵共用用一個混凝土土池。此混凝凝土池亦布置置在聯(lián)合泵站站內的濾網區(qū)區(qū)，消防水源源由飲用水系系統(tǒng)供給，再再由生水系統(tǒng)統(tǒng)作備用。當當?shù)畠Υ嬗糜帽M，飲用水水和生水系統(tǒng)統(tǒng)都供不上淡淡水時，在迫迫切需要的緊緊急情況下，，通過打開與與核島重要生生水系統(tǒng)的連連接閥，也可可以用海水直直接供給消防防水泵用水。。1/4/2023136.1.6循循環(huán)冷冷卻水水處理理為防止止海生生物在在凝汽汽器和和管溝溝內滋滋生，，對循循環(huán)水水進行行氯化化處理理是有有效的的措施施。但但目前前國內內外廣廣泛采采用的的還有有機械械處理理的方方法，，即膠膠球清清洗凝凝汽器器管子子和二二次濾濾網裝裝置。。實踐踐經驗驗證明明，濱濱海電電站如如采用用機械械處理理方法法，必必須與與氯化化處理理相結結合才才能收收到預預期效效果。。6.1.6.1循循環(huán)水水氯化化處理理方式式海水氯氯化可可通過過以下下三種種方式式來實實現(xiàn)：：1)直直接加加氯處處理；；2)用用次氯氯酸鈉鈉溶液液處理理；3)就就地注注入電電解海海水產產生的的次氯氯酸鈉鈉溶液液。1/4/2023146.1.6.2循環(huán)環(huán)水氯化化處理化化學反應應式經過考察察表明，，以上三三種過程程具有十十分接近近的效果果，都取取決于溶溶液中形形成的次次氯酸，，這種次次氯酸構構成對海海生物的的主抑制制劑。當氯溶解解于水中中時它的的水解化化學反應應式如下下：Cl2+H2O→H++Cl－+HOCl次氯酸分分解產生生氫和次次氯酸離離子：HOCl→H++OCl－在這些反反應式中中出現(xiàn)三三種形式式可用的的氯，它它們是：：氯離子子Cl，，未離子子化的次次氯酸HOCl及次氯氯酸離子子OCI－。此三種種形式以以平衡狀狀態(tài)存在在，其相相互間比比例取決決于溶液液的pH值和溫溫度。此此外不管管引進的的方式如如何，是是氣體氯氯還是次次氯酸，，其相互互間比例例是相同同的。當pH為為2~7時，HOCI占絕對對優(yōu)勢；；當pH＝7.4時，，HOCl和OCl－大致相等等；在pH>7.4時時，OCl－的比例增增大。當當pH=8.0~8.5(這這是海水水的一般般情況)和海水水溫度達達15℃℃時，所所有的氯氯離子趨趨于消失失。此時時等值活活性氯化化物由下下列混合合物組成成：以次次氯酸鈉鈉形式出出現(xiàn)的次次氯酸離離子(OCl－)(約為為80%)和次次氯酸(HOCl)(約為20%)。當pH≥9.5時時所有的的可用氯氯以次氯氯酸離子子(OCl－)的方式式出現(xiàn)。。當NaCl溶液液被電解解時，產產生下列列總反應應式：NaCl+H2O→NaOCl+H2NaOCl+H2O→HOCl+NaOHHOCI→H++OCl－重要的產產物為次次氯酸HOCl及次氯氯酸離子子(OCl)。。這兩種種產物能能進入有有機生物物體內，，破壞其其生態(tài)機機制，從從而能有有效地防防止循環(huán)環(huán)冷卻水水回路中中的海生生物滋長長。1/4/2023156.1.6.3氯氯化化處處理理對對環(huán)環(huán)境境的的影影響響循環(huán)環(huán)水水氯氯化化濃濃度度以以達達到到何何種種程程度度為為最最佳佳?這這取取決決于于三三方方面面因因素素：：(1)能能控控制制海海生生物物的的滋滋生生；；(2)經經濟濟方方面面的的考考慮慮；；(3)環(huán)環(huán)境境保保護護方方面面的的考考慮慮。。法國EDF曾會會同環(huán)保保部和工工業(yè)部針針對循環(huán)環(huán)水氯化化處理進進行過各各種試驗驗，旨在在對每一一座海濱濱電站氯氯化處理理確定出出最低有有效的氯氯化水平平。自1979年以以來，EDF在在Graveline電站曾曾進行過過循環(huán)水水氯化處處理對生生態(tài)影響響的長期期試驗。。試驗結結果認為為：當循循環(huán)水中中活性氯氯濃度達達1ppm左右右時，能能有效地地控制海海生物的的生長。。在Graveline電站站，循環(huán)環(huán)水的Cl2濃度限制制在0.8ppm而在在香港青青山B站站，Cl2濃度則控控制在1.25ppm。試驗研究究表明，，含氯濃濃度在此此水平下下，在距距離循環(huán)環(huán)水排水水口較遠遠處，氯氯化濃度度迅速降降低，對對海域微微生物及及藻類無無顯著影影響。1/4/2023166.1.6.4就就地注注入電電解海海水產產生的的次氯氯酸鈉鈉溶液液系統(tǒng)統(tǒng)流程程1/4/2023176.2輔輔助助冷卻卻水系系統(tǒng)(廣核15.3)6.2.1概概述輔助冷冷卻水水系統(tǒng)統(tǒng)的功功能是是為常常規(guī)島島閉路路冷卻卻水系系統(tǒng)冷冷卻器器和凝凝汽器器真空空系統(tǒng)統(tǒng)真空空泵封封水冷冷卻器器提供供過濾濾了的的海水水作為為冷卻卻水之之用。。冷卻卻水泵泵、濾濾網等等主要要設計計均布布置于于汽機機房低低層的的地坑坑內。。6.2.2系系統(tǒng)描描述1/4/2023186.2.2系系統(tǒng)描描述每臺汽汽輪發(fā)發(fā)電機機組設設有一一套輔輔助冷冷卻水水系統(tǒng)統(tǒng)，向向其常常規(guī)島島閉路路冷卻卻水系系統(tǒng)的的水冷冷卻器器和凝凝汽器器真空空泵軸軸封水水冷卻卻器提提供冷冷卻水水。水水源為為循環(huán)環(huán)水進進水暗暗溝內內的海海水。。大亞灣灣核電電廠該該系統(tǒng)統(tǒng)共設設置輔輔助冷冷卻水水泵四四臺，，均為為半容容量，，平時時兩臺臺運行行，兩兩臺備備用。。每條條循環(huán)環(huán)水暗暗溝接接有輔輔助冷冷卻水水泵兩兩臺。。海水水經輔輔助冷冷卻水水泵升升壓后后，送送經能能自動動清洗洗的濾濾網，，然后后提供供常規(guī)規(guī)島閉閉路冷冷卻水水系統(tǒng)統(tǒng)的三三臺半半容量量水冷冷卻器器以及及凝汽汽器真真空泵泵軸封封水冷冷卻器器。從從這些些冷卻卻器排排出的的海水水排入入汽機機房內內主凝凝汽器器循環(huán)環(huán)水排排水暗暗溝，，送返返大海海。大亞灣灣核電電廠該該系統(tǒng)統(tǒng)的設設計壓壓力為為0.5MPa，設設計溫溫度為為40℃。。輔助冷冷卻水水泵的的進出出口跨跨接有有水位位開關關，它它與電電動機機聯(lián)鎖鎖，防防止泵泵在未未充水水情況況下起起動。。常規(guī)島島閉路路冷卻卻水系系統(tǒng)的的水溫溫控制制依靠靠該系系統(tǒng)的的溫度度控制制閥調調節(jié)旁旁路水水量，，并不不依靠靠調節(jié)節(jié)輔助助冷卻卻水水水量，，因除除鹽水水溫度度低些些對其其冷卻卻的輔輔助設設備(如水水泵軸軸封的的冷卻卻)并并無壞壞處。。大亞灣灣核電電廠該該系統(tǒng)統(tǒng)設計計考慮慮海水水正常常溫度度為23℃℃，最最高溫溫度為為33℃。。1/4/2023196.2.3系統(tǒng)運運行6.2.3.1起動輔助冷卻水水泵分別與與循環(huán)水進進水暗溝相相接，暗溝溝則由循環(huán)環(huán)水泵供水水。在正常情況況下，與暗暗溝相接的的輔助冷卻卻水泵中，，每溝有一一臺泵投入入運行，另另一臺備用用，兩泵間間具有聯(lián)鎖鎖。當泵體內已已充水、水水泵出口閥閥已全開的的情況下，，即由手動動起動冷卻卻水泵。此此時另一臺臺接于同一一暗溝上的的水泵即自自動處于備備用狀態(tài)。。當以下情情況出現(xiàn)時時，備用泵泵將能自動動投入運行行：運行泵出口口壓力過低低(備用泵泵在遲5秒秒后投入)；運行泵停止止運行；接于另一暗暗溝上的兩兩泵均停止止運行；向另一暗溝溝供水的循循環(huán)水泵停停止運行。。6.2.3.2停役運行人員在在必要時可可以通過手手動按鈕停停止輔助冷冷卻水泵的的運行，此此時本系統(tǒng)統(tǒng)的冷卻水水即告中斷斷。1/4/2023206.3常常規(guī)島閉閉路冷卻水水系統(tǒng)(廣核15.4)6.3.1概述常規(guī)島發(fā)電電主、輔機機械設備中中有不少在在運行過程程中會發(fā)熱熱。例如汽汽機組的軸軸承、發(fā)電電機的定子子和轉子、、主給水泵泵組、負荷荷開關等，，它們運行行時發(fā)出的的熱量必須須直接或間間接地排給給冷卻水，，以便使其其工作溫度度不致過高高，保證長長期安全運運行，為此此必須設置置常規(guī)島閉閉路冷卻水水系統(tǒng)。為為了防止冷冷卻器結垢垢，本系統(tǒng)統(tǒng)中的冷卻卻水采用除除鹽水，并并讓它閉路路循環(huán)，以以便重復使使用，保證證除鹽水的的質量。受受熱升溫后后的除鹽冷冷卻水，在在專用除鹽鹽水冷卻器器中用海水水冷卻，降降溫后再參參加循環(huán)。。此外，系系統(tǒng)還向海海邊循環(huán)水水泵電動機機的空氣冷冷卻器供應應冷卻水，，向廠內空空氣壓縮機機系統(tǒng)及輔輔助給水系系統(tǒng)除氧器器供應冷卻卻水。1/4/2023216.3.2系系統(tǒng)流程程本系統(tǒng)除除鹽水的的循環(huán)依依靠冷卻卻水泵來來提供動動力。冷冷卻水泵泵從高位位除鹽水水箱吸入入水，從從水泵出出口依次次流經除除鹽水冷冷卻器、、流量控控制發(fā)訊訊孔板后后送往各各路負荷荷。圖上上僅示出出一些主主要負荷荷，如勵勵磁機及及整流器器的空氣氣冷卻器器、發(fā)電電機氫冷冷卻器、、定子水水冷卻器器、調節(jié)節(jié)抗燃液液冷卻器器、汽輪輪機組冷冷油器、、發(fā)電機機空側密密封油冷冷卻器、、氫側密密封油冷冷卻器、、發(fā)電機機母線冷冷卻器。。負荷開開關冷卻卻器、主主給水泵泵的各種種冷卻器器、循環(huán)環(huán)水泵電電動機空空氣冷卻卻器、空空壓機冷冷卻器、、輔助給給水除氧氧器冷卻卻器以及及取樣冷冷卻器等等。1/4/2023226.3.3系系統(tǒng)運行6.3.3.1正常運運行本系統(tǒng)的正常常運行是：系系統(tǒng)冷卻水用用二臺冷卻