李璇(中核遼寧核電有限公司,遼寧 葫蘆島 125100)

1 工程概述

1.1 本項目設(shè)計時間為2010年，為xxx核電廠前期供水工程的一部分——二次加壓泵房及蓄水池，用于核電廠區(qū)內(nèi)的二次加壓送水。主要負責核電前期的工程建設(shè)用水，用于1#機組FCD前（包括FCD）的施工用水及現(xiàn)場生活、消防用水，用水量不超過2000 m3/d。

1.2 源水來水為六股河東岸大蛇山附近的地下潛水，設(shè)計供水能力為5000 m3/d，通過10km的單條DN300輸水管線一次提升進入廠區(qū)，平均時供水量208 m3/h。水質(zhì)分析除大腸桿菌含量超標外，其他物理性質(zhì)及化學成分均符合規(guī)范要求，經(jīng)消毒處理后水質(zhì)可以滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB 5749-2006相關(guān)規(guī)定。本項目為工程前期的建設(shè)供水項目，供水主要為建設(shè)生產(chǎn)用水和消防用水，暫不要求考慮水消毒問題。后期根據(jù)供水需要，再行增加消毒裝置。

1.3 外部供電：考慮采用箱式變壓器供電。

1.4 氣象條件：最大凍土深度110cm，極端最高溫度40.8℃，極端最低溫度-25℃，年平均溫度8.6℃。

1.5 由于核電項目建設(shè)時間跨度較長，根據(jù)規(guī)劃，二次加壓泵房一次建成，蓄水池考慮分期建設(shè)，前期滿足必要的消防用水和前期生產(chǎn)建設(shè)用水即可，預留水泵和蓄水池的位置，根據(jù)需水量的增加進行水池擴建和水泵補充。

2 二次加壓泵房及蓄水池方案設(shè)計

2.1 用水量及供水壓力

本項目用水主要為建設(shè)前期施工生產(chǎn)用水、施工人員生活用水及消防用水。最大日用水量1955m3/d，最大時用水量為164.09m3/h。

目前國內(nèi)還沒有核電前期消防用水的規(guī)范要求，本次設(shè)計消防用水量按廠前區(qū)除高層辦公樓外最大的擬建建筑物（小于或等于6層、體積小于20000m3）考慮，室內(nèi)為15L/s，室外為20L/s，合計為35L/s，火災延續(xù)時間為2h。

生產(chǎn)供水壓力：設(shè)計按滿足6層建筑物直接供水考慮，考慮廠區(qū)管網(wǎng)水頭損失，供水壓力大于為0.38MPa即可。同時參考已建核電站前期供水壓力情況，一般為0.6MPa～0.8 MPa。最終確定采用0.6 MPa。

消防供水壓力：按室內(nèi)消防采用臨時高壓制，6層建筑物室內(nèi)消防供水壓力為0.45 MPa，考慮管網(wǎng)水頭損失，最終消防壓力確定為0.6 MPa。

2.2 設(shè)計方案的選擇

2.2.1 由于水源地來水為均勻來水，而核電用水為不均勻用水，因此采用蓄水池調(diào)節(jié)和水泵二次加壓供水方案是唯一的合理選擇。

2.2.2 二次加壓供水方案的選擇

常用的二次加壓供水方式有以下三種：氣壓供水方式：由氣壓罐負責水量的調(diào)節(jié)，水泵根據(jù)氣壓罐壓力的高低自動啟停。該供水方式調(diào)節(jié)水量較小，適合于臨時的或用水量較小的供水工程；水泵+水塔供水方式：由水塔儲存調(diào)節(jié)水量，水泵根據(jù)水塔液位的高低自動啟停。該供水方式供水穩(wěn)定、節(jié)能，并有一定的調(diào)節(jié)水量，是常用的一種供水方式。但受水塔高度和建設(shè)容積的限制，一般適用于供水壓力不太高，或有高差可供利用的場所。

2.2.3 蓄水池及建構(gòu)筑物建設(shè)方案選擇

根據(jù)水池及泵房的相對關(guān)系和水泵吸水的安裝要求，以及場地的使用要求，水池可以設(shè)計為地上式、半地下式和全地下式，泵房可以設(shè)計成地上式和半地下式。

本項目采暖期較長，最大凍土深度120cm，極端最低溫度-25℃，年平均溫度8.6℃。結(jié)合建設(shè)場地和泵房設(shè)置，盡量減少土石方，而且整體勻稱美觀，最終采用半地下式水池及泵房的建設(shè)方式。

（1）蓄水池

由于來水為一路管道，為確保核電用水的不間斷和用水安全，蓄水池容積除考慮消防儲水和調(diào)節(jié)水量外，必須考慮一定量的安全儲水，以滿足一次斷流事故的檢修時的用水需要。

考慮蓄水池儲存消防用水量300 m3，事故用水量1300 m3（僅考慮多半天事故檢修時用水量），生產(chǎn)、生活調(diào)節(jié)水量400 m3，蓄水池設(shè)計總有效容積為2000m3。

根據(jù)規(guī)劃和核電項目進展情況，蓄水池考慮分期建設(shè)。考慮先期建設(shè)用水量較少、減少建設(shè)投資，先建一座500 m3水池，滿足消防儲水和必要的調(diào)節(jié)水量，后期考慮擴建1500 m3水池并預留場地。兩座水池通過總吸水母管進行連通。

水池設(shè)液位監(jiān)測并設(shè)置超高水位和安全水位報警。

（2）泵房

泵房考慮一次性設(shè)計完成，并盡量減少泵房占地。根據(jù)業(yè)主規(guī)劃和要求，泵房僅考慮水泵間和配電值班室，消毒間以后需要時單獨建。

為減少泵房占地，供水設(shè)備采用成套設(shè)備，布置緊湊、節(jié)省占地。

2.3 二次加壓泵房及蓄水池設(shè)計方案

2.3.1 給排水

由于分期建設(shè)、前期建一座500 m3水池，為確保施工生產(chǎn)、生活用水和消防用水不相互干擾，確保消防容積不被挪作他用，本項目生產(chǎn)、生活加壓供水系統(tǒng)和消防加壓供水系統(tǒng)獨立設(shè)置。

2.3.1.1 生產(chǎn)、生活供水

（1）生產(chǎn)、生活供水流量及供水壓力

生產(chǎn)、生活供水采用變頻調(diào)速供水方式，泵房供水設(shè)計流量應(yīng)滿足最大設(shè)計秒流量的要求。本項目前期最大時用水量164.09 m3/h，秒流量變化系數(shù)按1.5考慮，設(shè)計變頻供水設(shè)備的能力為240 m3/h，設(shè)計考慮設(shè)置2臺主泵變頻運行，初期用水量較小和夜間用水較小的情況，設(shè)計1臺小流量輔泵變頻運行。

結(jié)合施工區(qū)、場前區(qū)用水要求和以往核電站設(shè)計供水壓力，設(shè)計泵房供水壓力為0.6MPa。

（2）加壓泵及穩(wěn)壓水罐

本著高效、節(jié)能、發(fā)揮水泵的高效運行工況、滿足不同工況下的用水要求進行供水設(shè)備的設(shè)計和選擇。考慮將來預留2臺主泵，本項目設(shè)計采用4臺主泵+1臺輔泵的成套變頻給水設(shè)備。

主泵型號：125DL120-20x3；參數(shù)Q=90～120～140 m3/h，H=67.5～60～54m，N=30kW。其中3臺工頻泵，1臺變頻泵。

輔泵型號：80DL50-20x3；參數(shù)Q=32.4～54～65m3/h，H=63～60～54m，N=15 kW。為變頻泵。

流量小時或夜間自動切換成輔泵變頻工作，用水量大時自動切換成大泵變頻工作。

穩(wěn)壓水罐用于緩沖增減水泵時管網(wǎng)的壓力波動，提高供水的穩(wěn)定性和水泵運行的安全性。設(shè)計選擇SQL1000-0.6型立式膈膜式氣壓水罐，總?cè)莘e1.5 m3，調(diào)節(jié)水容積為0.3 m3。

（3）運行及控制：

控制要求如下：a就地手動啟停（配就地按鈕箱）；b值班室控制啟停；c根據(jù)管網(wǎng)壓力變頻調(diào)速運行，自動增減泵、恒壓值0.58MPa。d水泵交替；e水泵故障報警；f水池消防液位時停泵。

具體運行方式如下：用水量較小或夜間時，系統(tǒng)自動切換至一臺輔泵變頻小泵運行；流量增大時（60 m3/h～120 m3/h），自動切換至1臺變頻大泵變頻運行；流量再增大（120 m3/h～240 m3/h），1臺大泵變頻運行，1臺大泵工頻運行；流量再增大（240 m3/h～350m3/h），2臺大泵工頻運行，1臺大泵變頻運行；流量再增大（350 m3/h～450 m3/h），3臺大泵工頻運行，1臺大泵變頻運行；以此類推，反之亦然。實行恒壓變流量供水，在任意流量段均能保證水泵在高效段運行，供水壓力維持在0.6 MPa左右；

2.3.1.2 消防供水

（1）消防供水流量及供水壓力

本項目僅考慮建設(shè)期消防和廠前區(qū)建筑物（除高層辦公樓）的室內(nèi)外消防?？紤]室內(nèi)消防水量為15L/s，室外消防水量為20L/s，合計為35 L/s，火災延續(xù)時間為2h，同一時間火災次數(shù)為1次，一次消防用水量252 m3。消防用水儲存在蓄水池中，并采取可靠措施確保消防儲水不被挪作他用。

消防系統(tǒng)為室內(nèi)臨時高壓制。按滿足6層建筑物消防需要，設(shè)計消防供水壓力為0.6MPa。

（2）消防加壓泵及穩(wěn)壓

消防采用成套設(shè)備，節(jié)省占地。

主泵2臺：XBD6.3/35-150x3型，1用1備；參數(shù)：Q=35L/s，H=60m，N=37 kW。

消防系統(tǒng)穩(wěn)壓由生產(chǎn)、生活給水系統(tǒng)保證，采用倒流防止器防止水質(zhì)污染，不需要單獨的穩(wěn)壓設(shè)備。

2.3.1.3 管道及閥門

泵房內(nèi)管道均采用焊接鋼管，明裝。明裝管道表面預處理后刷鐵紅防銹底漆兩遍，調(diào)和漆兩遍防腐。水泵上的啟閉、運行閥門采用蝶閥，大于、等于DN200閥門的采用D341-10型蝸輪傳動法蘭連接中線蝶閥，小于DN200閥門采用手柄傳動對夾式蝶閥，均帶鎖定裝置。