海陽核電#1機組循環水進水調試淺談

劉曉曦 林 建 許禮倫

（山東核電有限公司調試管理部，山東 煙臺 265116）

1 工程概述

海陽核電規劃建設三期共6臺百萬千瓦級機組，一期工程采用美國西屋公司AP1000技術，裝機容量為2×1250MWe級壓水堆核能發電機組。一期工程循環水系統采用單元制供水系統，每臺機組設置3臺33.33%容量立式混流循環水泵、2條鋼筋混凝土壓力供水管(DN3800)、1 座虹吸井（30m×18m）、1 條雙孔循環水排水溝（3.6m×3.6m）。兩臺機組的6臺循環水泵循環冷卻水水源為黃海，采用明渠取水，一期工程時已按6臺機組的循環水量統一規劃并建成了取水明渠，取水明渠總長約1500m，底部標高-0.7m。

2 循環水系統工藝流程及調試特點

2.1 循環水系統工藝流程

循環水系統的工藝流程為：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→循環水泵進水流道→循環水泵→循環水壓力供水管→凝汽器/開式循環冷卻水系統→循環水壓力排水管→虹吸井→虹吸井鋼閘門→循環水排水溝道→排水口鋼閘門→排水明渠→黃海。

2.2 循環水系統調試特點

從循環水系統工藝流程來看，該系統調試具有如下特點：

2.2.1 相關構筑物多

循環水進水、調試相關的構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機組循環水系統主要設備包括：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、3臺沖洗水泵、3臺循環水泵、2臺循環水泵電機冷卻水系統開式水泵、2臺循環水泵電機冷卻水系統閉式水泵、2臺循環水泵電機冷卻水系統換熱器、3臺循泵出口液控蝶閥及配套油站、6臺二次濾網、2臺汽輪機廠房開式冷卻水系統電動濾水器、3臺汽輪機廠房開式水泵等。

2.2.3 涉及面廣

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

2.2.4 調試周期長

上述可知，#1機循環水系統調試內容多、上游需求條件多，結合現場工程進度來看，循環水系統調試工期跨度較長，且易出現因各種先決條件不滿足而斷檔。為了規避風險，根據現場進度合理分配調試資源、統籌安排調試計劃，是此次海陽核電分階段進水、調試思路的出發點。

2.2.5 需求決定進水時間

循環水進水作為核電站工程、調試重要節點，并非越早越好。海陽核電早在2012年便已將循環水進水列入里程碑計劃，但是按當時施工進度，進水前循環水系統無法移交，進水后調試工作無法開展，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工作；另一方面結合汽輪機本體、凝汽器、常規島閉式冷卻水系統等工程進度，即使進水后完成循環水系統調試，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：

常規島方面，閉式冷卻水系統為常規島各輔機設備換熱器提供冷卻水，現階段，常規島各工藝系統陸續開始移交，系統調試及潤滑油沖洗等大型試驗即將開展，閉式冷卻水系統的持續運行已經成為各項調試工作的先決條件，因此，結合施工進度與調試計劃，作為閉式冷卻水冷源的循環水系統，其進水、調試工作應及時開始，以保證整個常規島調試進度。

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

3 進水階段劃分

為了合理安排調試工期，考慮調試邏輯與循環水系統調試特點，結合現場工程進度，將#1機組循環水進水分三個階段進行，并將循環水系統調試內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，相關構筑物如取排水明渠、前池、循環水泵房等已完成BHO移交，一、二期泵房內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；進水區域實體防護及標識警示牌能有效隔離、警示高風險區域；海水制氯加藥系統已投運，或采取臨時加藥措施；取、排水口鋼閘門單體試驗完成，可嚴密關閉；泵房內正式排污泵、進水區域內臨時排污泵均可用；固定式清污機、移動式清污機、鼓形濾網等設備的無水試驗完成；循環水泵出口液控蝶閥及其附屬油站就地功能試驗完成，可帶壓嚴密關閉。

3.1.2 調試內容

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）鼓形濾網無水下高低速切換試驗

4）循環水泵出口液控蝶閥及其附屬油站的功能試驗

5）循環水泵房內兩臺排污泵的啟動試驗等

6）一階段進水完成后，可按調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水泵出口液控蝶閥前，采用循環水泵A、B、C進水流道依次進水方式。首先打開循環水泵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，海水經細格柵、鼓形濾網、循環水泵吸入口流至循環水泵出口液控蝶閥。采用同樣的方式依次進水至循環水泵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定，泄漏量可控；循環水泵出口液控蝶閥調試完成，帶壓關閉嚴密；循環水泵房內排污泵可用；凝汽器循環水進、出水蝶閥單體調試完成，關閉嚴密。

3.2.2 調試內容

二階段進水后主要進行以下試驗：

1）鼓形濾網沖洗水系統啟動、運行試驗

2）鼓形濾網啟動、運行試驗

3）循環水泵出口液控蝶閥遠控試驗

4）循環水泵電機冷卻水系統開式水泵啟動、運行試驗

5）循環水泵電機冷卻水系統閉式水泵啟動、運行試驗

6）循環水泵電機冷卻水系統預運行試驗

7）循環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，它標志著整個循環水主回路完成通水，是整個循環水系統調試中最關鍵的部分。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，待液位穩定后，啟動水室真空泵繼續提升凝汽器內海水液位，待液位再次穩定后啟動循環水泵，完成整個循環水主回路通水。

第三階段進水又分為兩步進行：第一步為打開循環水泵出口液控蝶閥，海水進至凝汽器入口蝶閥（嚴密關閉）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，啟動循環水泵，完成主回路通水。考慮凝汽器保養問題，第二步在凝汽器有連續熱負荷需求時進行。

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束，凝汽器灌水試驗應完成；凝汽器水室真空泵調試完成；循環水泵單體試驗完成；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 調試內容

本階段進水后主要進行：

1）循環水泵啟動、運行試驗

2）二次濾網啟動、運行試驗

3）循環水動態功能試驗

4）循環水系統預運行試驗，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

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

前池進水區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人員進入、提醒人員已進入落水高風險區域。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

水淹泵房最可能發生在第一、二階段進水過程，由土建結構漏水、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個鼓形濾網檢修人孔處各設置1臺30m3/s臨時排水泵，在6個鼓形濾網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機因鼓形濾網未安裝，在3個鼓形濾網安裝坑底部各放置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均布置在汽輪機廠房-9.5m層，當第二、第三階段進水時，循環水泵出口液控蝶閥關閉不嚴、汽輪機廠房內循環水管道法蘭、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層內排水泵排出；第三階段進水前，完成凝汽器水側入口集水池內排水泵啟動試驗，保證可用，同時在該池內增加2臺臨時排水泵；虹吸井內擋水墻后放置3臺臨時排水泵。

4.3 海生物滋生

由于海水制氯系統無法在進水前投運，通過人工向前池區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臨時潛水泵攪渾。正常運行工況下，循環水系統加藥反應后余氯為0.1-0.5ppm。故根據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

循環水系統是核電站的最終冷源，其進水、調試工作具有相關構筑物多、設備多、涉及面廣、調試周期長、需求決定進水時間等特點，為降低進水風險、合理利用工期、保證調試工作安全順利進行，將進水、調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、人員安全事故的發生。

[1]AP1000核電廠系統與設備[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,2013.