韓 剛，劉召平

（國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 北京 100095）

1 概述

廠址規(guī)劃建設(shè)4臺(tái)1000MW超超臨界直流循環(huán)機(jī)組，一期建設(shè)2臺(tái)，直接從外海取水，供水系統(tǒng)采用單元制。項(xiàng)目一次設(shè)計(jì)，分期建設(shè)。

2 循環(huán)水供水系統(tǒng)簡(jiǎn)述

2.1 電廠循環(huán)水量

本期2臺(tái)1000MW超超臨界直流循環(huán)機(jī)組循環(huán)冷卻水量見(jiàn)表1。

2.2 循環(huán)水系統(tǒng)流程

循環(huán)水取自外海，一臺(tái)機(jī)組配3臺(tái)循環(huán)水泵，系統(tǒng)流程如圖1所示。

表1 循環(huán)冷卻需水量表

圖1 循環(huán)水系統(tǒng)流程圖

3 循環(huán)水管道設(shè)計(jì)參數(shù)

循環(huán)水泵房布置在廠址東部靠海側(cè)，主廠房布置在廠址中部，循環(huán)水通過(guò)兩條循環(huán)水壓力管送至主廠房，經(jīng)過(guò)凝汽器換熱后再由兩條壓力排水管排入虹吸井。虹吸井后為無(wú)壓管溝，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土方溝，不在本文比選范圍內(nèi)。

廠區(qū)循環(huán)水管管頂覆土約5.5m，與主廠房接口部分管頂覆土約16.5m。

循環(huán)水管道參數(shù)如下：

設(shè)計(jì)壓力：0.20 MPa，試驗(yàn)壓力：0.45MPa；

使用壽命：30年以上；

長(zhǎng)度：?jiǎn)螚l循環(huán)水管道長(zhǎng)度約650m，每臺(tái)機(jī)組配置為2條循環(huán)水管；

管徑：DN3200；

流速：3.67m/s；

輸送介質(zhì)：海水。

4 循環(huán)水管管材比較

目前，國(guó)內(nèi)大型火電廠和核電廠循環(huán)水管采用的管材有：襯膠鋼管、現(xiàn)澆鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、玻璃鋼外包混凝土管四種管材。

4.1 管材特性

鋼管是一種常見(jiàn)的管材，有比較成熟的使用經(jīng)驗(yàn)。其缺點(diǎn)是埋深大時(shí)造價(jià)較高，內(nèi)外防腐施工要求較嚴(yán)格；優(yōu)點(diǎn)是管材適應(yīng)性較強(qiáng)，抗高壓，施工進(jìn)度快，應(yīng)用較普遍。

現(xiàn)澆鋼筋混凝土管是核電廠循環(huán)水管道應(yīng)用較廣的管材，造價(jià)相對(duì)較低，對(duì)于直流供水低壓循環(huán)水壓力管有較好的適應(yīng)性。但是施工工序較多，水壓試驗(yàn)難以保證，滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重。

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP管）根據(jù)其結(jié)構(gòu)一般可分為內(nèi)襯式(L型)和埋置式(E型)兩種。二者差異在于，E型管鋼筒內(nèi)外兩側(cè)均裹有混凝土，然后纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲，L型管則在鋼筒內(nèi)側(cè)有混凝土，預(yù)應(yīng)力鋼絲直接纏繞在鋼筒上。目前，電廠循環(huán)水管主要采用E型PCCP管。它同時(shí)具有鋼管和混凝土管的特點(diǎn)：承壓高，耐腐蝕。但接口和管件仍為鋼制。

玻璃鋼外包混凝土管同時(shí)具有玻璃鋼管和鋼筋混凝土管的特性，具有水力性能好、工作壓力范圍廣，耐腐蝕性能優(yōu)良和承受外壓高，能適應(yīng)地形變化等優(yōu)點(diǎn)。

鋼管、現(xiàn)澆鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、玻璃鋼外包混凝土管主要性能見(jiàn)表2。

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4.2 管材技術(shù)比較

考慮到鋼管、現(xiàn)澆鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、玻璃鋼外包混凝土管四種管材各有優(yōu)缺點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)核電工程中均有應(yīng)用。本專題根據(jù)本工程循環(huán)水管的設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析比較。

4.2.1 循環(huán)水管設(shè)計(jì)特點(diǎn) 根據(jù)第3節(jié)可以看出本工程循環(huán)水管設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn)：

(a)埋深大（5.5m～16.5m左右），在地下水位以下；

(b)工作壓力低；

(c)接口，管件多，尤其是主廠房附近；

(d)輸送海水，耐腐性要求高；

(e)管道布置在豎向布置上有一定起伏；

(f)使用壽命長(zhǎng)（30年）。

4.2.2 管材技術(shù)比較 根據(jù)循環(huán)水管設(shè)計(jì)特點(diǎn)，四種管材詳細(xì)的技術(shù)比較見(jiàn)表3。

從以上比較可以看出：玻璃鋼外包混凝土管雖然施工工序復(fù)雜，但是抗腐蝕、抗外壓能力強(qiáng)，使用壽命久，水力性能良好，適應(yīng)地形起伏變化，海生物不易附著，技術(shù)上最適合本工程循環(huán)水設(shè)計(jì)特點(diǎn)；鋼管抗腐蝕、抗外壓能力差，維護(hù)麻煩，技術(shù)上適用性最差；預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管接口多，施工安裝起吊設(shè)備要求高，現(xiàn)澆混凝土管壓力試驗(yàn)困難很大，技術(shù)上適用性一般。

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4.3 管材經(jīng)濟(jì)比較

管道的經(jīng)濟(jì)比較采用《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5339-2006推薦的年費(fèi)用最小法，將循環(huán)水管道各配置方案的一次性投資與方案實(shí)施后在預(yù)測(cè)到的經(jīng)濟(jì)服務(wù)年限內(nèi)逐年支付的運(yùn)行費(fèi)用，按動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)規(guī)律將投資與運(yùn)行費(fèi)用均換算到指定年（投產(chǎn)年）再在經(jīng)濟(jì)服務(wù)年限內(nèi)等額均攤，最終比較各方案的年均攤值，取年費(fèi)用最小的方案作為推薦方案。見(jiàn)表4。

表4 管材經(jīng)濟(jì)比較表（一臺(tái)機(jī)）

5 結(jié)論

通過(guò)以上經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較可以看出，現(xiàn)澆鋼筋混凝土管材投資費(fèi)用最低，年費(fèi)用最高；玻璃鋼外包混凝土管、鋼管及投資相差不大，玻璃鋼外包混凝土管年費(fèi)用最低。故本工程推薦采用玻璃鋼外包混凝土管。

[1]DL/T 5339-2006，火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB 50013-2006，室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB 3091-2008，低壓流體輸送用焊接鋼管[S].