摘要：大海是电站的最终热阱，海工系统除向常规岛的凝汽器和辅机冷却器提供冷却水外，还向核岛的安全厂用水用户提供冷却水，海工系统直接关系着机组的安全稳定运行，即使是正常的冷停堆工况也要肩负着乏燃料水池的余热导出功能，只要机组投入运行后，在任何情况下都要保证海水供应。二期工程（3，4号机组）海工系统与一期工程（1，2号机组）海工系统具有较大差异，本文通过对一期工程和二期工程海工系统的介绍，对田湾核电站一期工程与二期工程海工系统供水流程进行对比，分析海工系统设计特点的差异及阐述产生差异的主要原因。
关键词：海工系统；供水流程；差异
1.概述
田湾核电厂冷却水系统主要包括常规岛循环冷却水系统（PA）和核岛安全厂用水系统（PE）两个部分，循环冷却水主要用于汽轮机凝汽器等设备的冷却水，其要求水源充足可靠。安全厂用水主要用于核岛安全设备的冷却，导出安全系统产生的热负荷，保证最终热阱可靠性，它要求有安全可靠的水源和充足的水量。
1.1 田湾核电站海工系统总体介绍
田湾站规划建设8台百万千瓦极核电机组，田湾核电站一期工程（1，2号机组）两台1000MW核电机组已经商运，其循环冷却水系统采用隧洞+暗涵取水方案，相应核电站安全厂用水系统采用前池取水方案，取水口位于旗台嘴南岸高公岛附近。田湾核电站二期工程（3、4 号机组）厂址位于连云港田湾核电一期工程西侧，建设2台百万千瓦级VVER-1000 型压水堆核电机组。3、4 号机组冷却水系统取水采用引水明渠+厂外隧洞的取水方式，海水冷却系统采用海水直流供水系统，除向常规岛提供冷却水以外，还向核岛的安全厂用水用户提供冷却水，海水经厂外引水明渠、厂外引水隧洞进水构筑物、引水隧洞送至厂区附近的厂外引水隧洞出水构筑物，自分水构筑物将水分别引接至常规岛循环冷却水泵房（UQA）和核岛安全厂用水泵房（UQB）。
田湾核电站1-8号机组共用一条引水明渠，3号至6号机组共用一个排水口，排水口位于已建一期工程排水口南侧。
2.一期工程（1，2号机组）海工系统介绍
田湾核电站一期工程的海水冷却水取自高公岛原海军军港处，常规岛循环冷却水采用隧洞+暗沟取水方案，相应核电站安全厂用水采用前池取水方案。海水由外海进入引水明渠，经设置于厂外引水隧洞进水构筑物的粗细格栅初步过滤后进入厂外引水隧洞，海水流经厂外引水隧洞后在厂外引水隧洞出口构筑物处分为两路，大部分海水通过前池底部的引水暗沟流向常规岛供常规岛厂房冷却水用户使用，同时有一部分海水通过拍板门进入厂区前池，供制氯海水泵站和安全厂用水使用。
3.二期工程（3，4号机组）海工系统介绍
田湾核电站二期工程（3、4号机组）采用海水直流供水系统，该系统除向常规岛的凝汽器和辅机冷却器提供冷却水外，还向核岛的安全厂用水用户提供冷却水。循环冷却水系统和安全厂用水系统所用海水都经由厂外引水隧洞（UPL）至安全厂用水进水构筑物（W1UPD）然后由循环水进水暗沟（UPN）和安全厂用水进水暗沟（UPP）分别向循环冷却水泵房（UQA）与安全厂用水泵房（UQB）进行供水。其中常规岛循环冷却水通过UQA厂房的循环水泵向凝汽器和辅助冷却水系统供水，换热后冷却水通过循环水排水暗沟（UQN）进入排水虹吸井（W1UQF）。安全厂用水通过UQB厂房的水泵，经板式热交换器来冷却设备冷却水，然后通过安全厂用水排水暗沟（UQP）排至虹吸井（W1UQF）。最终各系统汇入虹吸井的海水通过联合排水暗沟（W1/W2UQN）和排水明渠（W1UQX）排入大海。
4．一期工程与二期工程海工系统主要差异
4.1 供排水流程差异
田湾核电站一期工程与二期工程海工系统主要供水流程的区别为安全厂用水系统取水方式不同，一期工程设置有厂区前池，即安全厂用水系统采用前池取水方案。二期工程安全厂用水由引水隧洞（UPL）经过安全厂用水进水构筑物（UPD）和安全厂用水进水暗沟（UPP）引入安全厂用水泵房。
一期工程与二期工程海工系统主要排水流程也有区别，一期工程核岛安全厂用水排水是通过安全厂用水排水暗沟，最终通过安全厂用水排水构筑物中的消力池排进大海。常规岛循环冷却水是通过虹吸井在虹吸效应下进入厂内循环冷却水排水暗沟，最终通过循环冷却水排水构筑物的排入大海。以1号机组为例，一期工程海工系统供排水流程见图4.1-1所示。二期工程海工系统核岛安全厂用水和常规岛循环冷却水分别通过安全厂用水排水暗沟（UQP）和循环水排水暗沟（UQN）共同由虹吸井（UQF）经过联合排水暗沟（W1/W2UQN）排向大海，以3号机组为例，其供排水流程见图4.1-2所示。
图4.1-1 一期工程海工系统供排水流程
图4.1-2 二期工程海工系统供排水流程
4.2 引水明渠
田湾核电站一期工程引水明渠采用短明渠引水，取水构筑物选择在原海军码头，原取水口门延伸约200m至水深5.3m的海床；两侧设置拦沙防波堤形成引水明渠，口门与等深线基本垂直。引水明渠长约600m，两防波堤间距145m，渠底宽25m，渠底设计标高-7.5m。
二期工程引水明渠南北两条导流堤在一期引水明渠导流堤的基础上东延约1.5km，其中北导流堤再向东北外延500m，同时南导流堤再向东北延延长约2600m，南北导流堤中心线间距约320m，考虑到远期规划8台机组共同运行，明渠设计内底宽为190m，新建明渠内底标高-9.5m，3、4号机组引水明渠部分与一期取水工程共用。
4.3 厂区前池
一期工程安全厂用水系统用水取自前池，二期工程不设置前池。由于原引水明渠取水口门海床底标高为-5.3m，高于设计基准低潮位（-6.11m），最不利潮型低潮位时段引不到水。为了满足低潮位时段所需安全厂用水，设置厂区前池储蓄备用水。厂区前池的功能是作为安全厂用水系统供水调节水库，利用拍板门的逆止作用采取乘潮纳水的取水方式，保证在低潮位情况下提供安全厂用水系统所需的冷却水量。池底标高-9.0m，进水孔口底坎标高为-3.5m。厂区前池的容积与水位成正比，正常情况下前池水位约-1.0m，池底计算面积11万平方米，相应库容为87万立方米。另外厂区前池还有良好的沉沙作用，水流进入前池后，在导流墙作用下，流速骤然降低，泥沙随即落淤。既满足了安全厂用水用水量，又保证了用水水质清洁。
5.结论
综上所述，田湾核电站一期工程海工系统针对浅滩海域核电厂址，采用短明渠近岸取水，利用地形地貌设置厂区前池储蓄备用水，满足不利潮型低潮位时段供水。一期工程的设计缩短拦沙防波堤长度，节约了工程投资，减少了系统泥沙清淤量，节省了泥沙清淤费用，从而减少了抛泥扩散对海域环境影响，不仅具有良好的经济效益，而且具有显著的社会效益和环境效益。但二期工程设计并没有采用前池取水的供水方案，其主要考虑到目前引水明渠已经延伸到深水区，口门水深达-7.5m，能够满足可能出现的极低水位-6.11m时安全厂用水的取水。一期工程设置厂区前池目的是在短明渠条件下为了保证极低水位时安全厂用水取水不间断，沉沙是前池带来的额外好处，二期UQB泵房冲淤措施造价远低于一期工程前池工程造价，利用大量资金并占用大面积场地来到达一期安全厂用水的沉沙效果较不合理。如果按长远考虑即考虑港口规划及田湾核电站基地8台机组海工规划，田湾核电站二期工程采用引水明渠+暗沟取水方案比较合理。
参考文献：
[1]段志科，田湾核电站海水取排水工程创新设计及研究，江苏核电有限公司，2009。
[2]田湾核电站取排水初步设计，2009。
[3]田湾核电站3，4号机组初步设计第八卷：水工部分，2012。
[4]田湾核电站前池水温与取水口海水水温关联性研究技术任务书，江苏核电有限公司，2009。
[5]田湾核电站3，4号机组排水虹吸井水力模型试验任务书，中国核电工程有限公司，2011。
[6]田湾核电站3，4号机组工程项目UQB泥沙、冲沙物理模型试验技术任务书，中国核电工程有限公司，2013。
论文作者:温海南,徐涛,靳倩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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