劉曉曦 林 建 許禮倫

（山東核電有限公司調(diào)試管理部，山東 煙臺 265116）

1 工程概述

海陽核電規(guī)劃建設三期共6臺百萬千瓦級機組，一期工程采用美國西屋公司AP1000技術(shù)，裝機容量為2×1250MWe級壓水堆核能發(fā)電機組。一期工程循環(huán)水系統(tǒng)采用單元制供水系統(tǒng)，每臺機組設置3臺33.33%容量立式混流循環(huán)水泵、2條鋼筋混凝土壓力供水管(DN3800)、1 座虹吸井（30m×18m）、1 條雙孔循環(huán)水排水溝（3.6m×3.6m）。兩臺機組的6臺循環(huán)水泵循環(huán)冷卻水水源為黃海，采用明渠取水，一期工程時已按6臺機組的循環(huán)水量統(tǒng)一規(guī)劃并建成了取水明渠，取水明渠總長約1500m，底部標高-0.7m。

2 循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程及調(diào)試特點

2.1 循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程

循環(huán)水系統(tǒng)的工藝流程為：黃海海水→明渠取水口→水生物攔截設施→取水明渠→循環(huán)水泵房前池→粗格柵及加氯框 （移動式清污機）→鋼閘門→細格柵及固定式清污機→鼓形濾網(wǎng)→循環(huán)水泵進水流道→循環(huán)水泵→循環(huán)水壓力供水管→凝汽器/開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)→循環(huán)水壓力排水管→虹吸井→虹吸井鋼閘門→循環(huán)水排水溝道→排水口鋼閘門→排水明渠→黃海。

2.2 循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)試特點

從循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程來看，該系統(tǒng)調(diào)試具有如下特點：

2.2.1 相關(guān)構(gòu)筑物多

循環(huán)水進水、調(diào)試相關(guān)的構(gòu)筑物涉及一期泵房及加氯車間、二期泵房、進水流道（含擋墻）、取排水明渠、1～4號虹吸井等。

2.2.2 設備多

#1機組循環(huán)水系統(tǒng)主要設備包括：6塊粗攔污柵、6塊細攔污柵、6臺固定式清污機、1臺移動式清污機、3臺鼓型濾網(wǎng)、3臺沖洗水泵、3臺循環(huán)水泵、2臺循環(huán)水泵電機冷卻水系統(tǒng)開式水泵、2臺循環(huán)水泵電機冷卻水系統(tǒng)閉式水泵、2臺循環(huán)水泵電機冷卻水系統(tǒng)換熱器、3臺循泵出口液控蝶閥及配套油站、6臺二次濾網(wǎng)、2臺汽輪機廠房開式冷卻水系統(tǒng)電動濾水器、3臺汽輪機廠房開式水泵等。

2.2.3 涉及面廣

海陽#1機組循環(huán)水進水、調(diào)試主要涉及主交流電源系統(tǒng)、非1E級直流電源和UPS系統(tǒng)、電廠控制系統(tǒng)、汽輪機廠房閉式冷卻水系統(tǒng)、凝汽器抽真空系統(tǒng)、除鹽水儲存和分配系統(tǒng)、汽機房排汽、疏水和泄壓系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、生產(chǎn)水分配系統(tǒng)、循泵房通風系統(tǒng)、壓縮空氣和儀表空氣系統(tǒng)、海水制氯系統(tǒng)、海水淡化系統(tǒng)、廠用水系統(tǒng)等14個系統(tǒng)，相關(guān)移交包39個。

2.2.4 調(diào)試周期長

上述可知，#1機循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容多、上游需求條件多，結(jié)合現(xiàn)場工程進度來看，循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)試工期跨度較長，且易出現(xiàn)因各種先決條件不滿足而斷檔。為了規(guī)避風險，根據(jù)現(xiàn)場進度合理分配調(diào)試資源、統(tǒng)籌安排調(diào)試計劃，是此次海陽核電分階段進水、調(diào)試思路的出發(fā)點。

2.2.5 需求決定進水時間

循環(huán)水進水作為核電站工程、調(diào)試重要節(jié)點，并非越早越好。海陽核電早在2012年便已將循環(huán)水進水列入里程碑計劃，但是按當時施工進度，進水前循環(huán)水系統(tǒng)無法移交，進水后調(diào)試工作無法開展，一方面水下設備會長期被海水浸泡腐蝕而帶來大量的保養(yǎng)工作；另一方面結(jié)合汽輪機本體、凝汽器、常規(guī)島閉式冷卻水系統(tǒng)等工程進度，即使進水后完成循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)試，亦將面臨長期無用戶需求的情況。

此次進水時間的選擇，基于以下原因：

常規(guī)島方面，閉式冷卻水系統(tǒng)為常規(guī)島各輔機設備換熱器提供冷卻水，現(xiàn)階段，常規(guī)島各工藝系統(tǒng)陸續(xù)開始移交，系統(tǒng)調(diào)試及潤滑油沖洗等大型試驗即將開展，閉式冷卻水系統(tǒng)的持續(xù)運行已經(jīng)成為各項調(diào)試工作的先決條件，因此，結(jié)合施工進度與調(diào)試計劃，作為閉式冷卻水冷源的循環(huán)水系統(tǒng)，其進水、調(diào)試工作應及時開始，以保證整個常規(guī)島調(diào)試進度。

核島方面，同樣作為最終冷源的廠用水系統(tǒng)移交在即，其廠用水泵布置在一期循環(huán)水泵房內(nèi)，取水自循環(huán)水泵吸水口處，為保證核島調(diào)試工作的順利進行，循環(huán)水進水必須優(yōu)先進行。

3 進水階段劃分

為了合理安排調(diào)試工期，考慮調(diào)試邏輯與循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)試特點，結(jié)合現(xiàn)場工程進度，將#1機組循環(huán)水進水分三個階段進行，并將循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容對應到各個階段當中。

3.1 第一階段進水

第一階段進水選擇在低潮位時進行，取水口處圍堰破堤后，海水從取水明渠進至一、二期循環(huán)水泵房前池鋼閘門前。

3.1.1 先決條件

第一階段進水前，相關(guān)構(gòu)筑物如取排水明渠、前池、循環(huán)水泵房等已完成BHO移交，一、二期泵房內(nèi)各坑洞完成臨時封堵，所有流道清潔無雜物，檢查具備進水條件；涉水設備防腐、密封工作已完成；進水區(qū)域?qū)嶓w防護及標識警示牌能有效隔離、警示高風險區(qū)域；海水制氯加藥系統(tǒng)已投運，或采取臨時加藥措施；取、排水口鋼閘門單體試驗完成，可嚴密關(guān)閉；泵房內(nèi)正式排污泵、進水區(qū)域內(nèi)臨時排污泵均可用；固定式清污機、移動式清污機、鼓形濾網(wǎng)等設備的無水試驗完成；循環(huán)水泵出口液控蝶閥及其附屬油站就地功能試驗完成，可帶壓嚴密關(guān)閉。

3.1.2 調(diào)試內(nèi)容

進水前須完成的試驗包括：

1）移動式清污機行走、升降、定位、耙斗功能試驗

2）固定式清污機耙斗升降、功能試驗

3）鼓形濾網(wǎng)無水下高低速切換試驗

4）循環(huán)水泵出口液控蝶閥及其附屬油站的功能試驗

5）循環(huán)水泵房內(nèi)兩臺排污泵的啟動試驗等

6）一階段進水完成后，可按調(diào)試程序正式進行移動式清污機、固定式清污機的啟動、運行試驗

3.2 第二階段進水

第二階段進水指海水進至循環(huán)水泵出口液控蝶閥前，采用循環(huán)水泵A、B、C進水流道依次進水方式。首先打開循環(huán)水泵A進水流道兩臺鋼閘門的平衡閥進行注水，至鋼閘門前后水位基本一致，然后依次提起兩臺鋼閘門，海水經(jīng)細格柵、鼓形濾網(wǎng)、循環(huán)水泵吸入口流至循環(huán)水泵出口液控蝶閥。采用同樣的方式依次進水至循環(huán)水泵B、C出口液控蝶閥前。

3.2.1 先決條件

二階段進水前需要確認以下條件：第一階段進水后鋼閘門前后水位差穩(wěn)定，泄漏量可控；循環(huán)水泵出口液控蝶閥調(diào)試完成，帶壓關(guān)閉嚴密；循環(huán)水泵房內(nèi)排污泵可用；凝汽器循環(huán)水進、出水蝶閥單體調(diào)試完成，關(guān)閉嚴密。

3.2.2 調(diào)試內(nèi)容

二階段進水后主要進行以下試驗：

1）鼓形濾網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)啟動、運行試驗

2）鼓形濾網(wǎng)啟動、運行試驗

3）循環(huán)水泵出口液控蝶閥遠控試驗

4）循環(huán)水泵電機冷卻水系統(tǒng)開式水泵啟動、運行試驗

5）循環(huán)水泵電機冷卻水系統(tǒng)閉式水泵啟動、運行試驗

6）循環(huán)水泵電機冷卻水系統(tǒng)預運行試驗

7）循環(huán)水泵電機空載運行試驗

3.3 第三階段進水

第三階段進水目標是凝汽器進水，它標志著整個循環(huán)水主回路完成通水，是整個循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)試中最關(guān)鍵的部分。其過程大致為：

排水口處圍堰破堤后，海水從排水明渠倒流至排水口鋼閘門前。打開排水口兩個鋼閘門的平衡閥，對排水溝道進行充水，海水經(jīng)排水溝道、虹吸井緩慢進水至凝汽器出口蝶閥前。當排水口鋼閘門前后水位基本一致后，分別吊出兩個鋼閘門，然后緩慢開啟凝汽器出口蝶閥、入口蝶閥，海水倒灌入凝汽器進水壓力管道，待液位穩(wěn)定后，啟動水室真空泵繼續(xù)提升凝汽器內(nèi)海水液位，待液位再次穩(wěn)定后啟動循環(huán)水泵，完成整個循環(huán)水主回路通水。

第三階段進水又分為兩步進行：第一步為打開循環(huán)水泵出口液控蝶閥，海水進至凝汽器入口蝶閥（嚴密關(guān)閉）前。第二步為提起排水口鋼閘門，打開凝汽器出口蝶閥、入口蝶閥，啟動循環(huán)水泵，完成主回路通水?？紤]凝汽器保養(yǎng)問題，第二步在凝汽器有連續(xù)熱負荷需求時進行。

3.3.1 先決條件

第三階段進水前，汽輪機本體安裝工作已結(jié)束，凝汽器灌水試驗應完成；凝汽器水室真空泵調(diào)試完成；循環(huán)水泵單體試驗完成；第一、二進水階段所有試驗完成；所有流道清潔并驗收合格；汽輪機廠房排水措施到位。

3.3.2 調(diào)試內(nèi)容

本階段進水后主要進行：

1）循環(huán)水泵啟動、運行試驗

2）二次濾網(wǎng)啟動、運行試驗

3）循環(huán)水動態(tài)功能試驗

4）循環(huán)水系統(tǒng)預運行試驗，包括冬季雙泵運行、春夏秋三泵運行兩種設計工況

5）汽機房開式冷卻水系統(tǒng)啟動、預運行試驗，包括電動濾水器、開式水泵等

4 進水風險及應對措施

4.1 人員落水

此風險最可能發(fā)生在第一階段進水后的泵房前池區(qū)域，尤其是清污機、鼓網(wǎng)所在6.2m層平臺。采取以下防范措施：

前池進水區(qū)域四周采用實體防護并砌臨時擋墻，高風險位置懸掛警示牌等方法限制無關(guān)人員進入、提醒人員已進入落水高風險區(qū)域。一期泵房6.2m層平臺粗格柵提放口增加圍欄，地面各孔洞蓋板加鎖。另外，在進水區(qū)域配備救生衣、救生圈及配套繩索等救生器材，進水前對高危區(qū)域及救生器材使用方法對所有參與人員進行安全交底和說明。

4.2 水淹泵房、汽輪機廠房

4.2.1 水淹泵房

水淹泵房最可能發(fā)生在第一、二階段進水過程，由土建結(jié)構(gòu)漏水、鋼閘門泄漏量大、法蘭漏水、閥門漏水等原因引起。由廠址水文條件可知，海水平均高潮位為1.39m，一旦發(fā)生水淹事故，泵房0.2m層諸多電氣設備將被淹沒而絕緣受損，同時也提高了人員溺水及觸電的風險。為避免水淹泵房發(fā)生，采取以下措施：

進水前更換一、二期泵房取水口鋼閘門密封膠條；在粗格柵之前配置兩塊臨時鋼閘門，當取水口鋼閘門泄漏量過大而需要檢修時使用；在一期泵房6.2m層6個鼓形濾網(wǎng)檢修人孔處各設置1臺30m3/s臨時排水泵，在6個鼓形濾網(wǎng)大軸平臺細格柵吊物孔處各設置1臺65m3/s或100m3/s臨時排水泵；進水前完成一期泵房0.2m層2臺正式排污泵的啟動試驗，同時在0.2m層集污坑內(nèi)預備2臺臨時排水泵；對二期泵房#4機0.2m層各坑洞及其它部分洞口進行臨時封堵，同時在0.2m層預備2臺臨時排水泵；二期泵房#3機因鼓形濾網(wǎng)未安裝，在3個鼓形濾網(wǎng)安裝坑底部各放置1臺65m3/s或100m3/s臨時排水泵；考慮鋼閘門失效、臨時排水泵失效、千年一遇高潮位等極端情況下海水大量灌入泵房，預備1000條防汛沙袋，在緊急情況下封堵前池進水流道。

4.2.2 水淹汽輪機廠房

凝汽器水室及開式水系統(tǒng)均布置在汽輪機廠房-9.5m層，當?shù)诙?、第三階段進水時，循環(huán)水泵出口液控蝶閥關(guān)閉不嚴、汽輪機廠房內(nèi)循環(huán)水管道法蘭、閥門漏水或排水口鋼閘門泄漏量過大等原因都有可能導致水淹事故。對于汽輪機廠房，采用以下防范措施：

第二階段進水前，打開循環(huán)水泵出口液控蝶閥后人孔門，若第二階段進水后、第三階段進水前，液控蝶閥關(guān)閉不嚴，保證海水不會流往汽輪機廠房并能通過泵房0.2m層內(nèi)排水泵排出；第三階段進水前，完成凝汽器水側(cè)入口集水池內(nèi)排水泵啟動試驗，保證可用，同時在該池內(nèi)增加2臺臨時排水泵；虹吸井內(nèi)擋水墻后放置3臺臨時排水泵。

4.3 海生物滋生

由于海水制氯系統(tǒng)無法在進水前投運，通過人工向前池區(qū)域投入次氯酸鈉溶液抑制海生物滋生。

通過連接在粗格柵加藥管道法蘭處的PVC軟管，利用次氯酸鈉儲存罐靜壓，從固定式清污機孔口處向一、二期泵房前池加藥，并不定期啟動流道內(nèi)臨時潛水泵攪渾。正常運行工況下，循環(huán)水系統(tǒng)加藥反應后余氯為0.1-0.5ppm。故根據(jù)海水量加入一定量的次氯酸鈉溶液后5小時，取樣化驗海水中余氯含量要求在0.1-0.5ppm之間。

5 總結(jié)

循環(huán)水系統(tǒng)是核電站的最終冷源，其進水、調(diào)試工作具有相關(guān)構(gòu)筑物多、設備多、涉及面廣、調(diào)試周期長、需求決定進水時間等特點，為降低進水風險、合理利用工期、保證調(diào)試工作安全順利進行，將進水、調(diào)試工作劃分為三個階段，針對各階段工作任務及特點，需要仔細梳理先決條件并逐一檢查核實，編制詳實的各階段工作計劃、操作程序等文件，高度重視進水調(diào)試過程中存在的風險，認真分析、落實應對方案，防止設備、人員安全事故的發(fā)生。

[1]AP1000核電廠系統(tǒng)與設備[M].原子能出版社,2010.

[2]福清核電1號機泵房進水案例分析[Z].甘權(quán),2013.