三门核电循环水系统设计特点及分析

三门核电循环水系统设计特点及分析
摘要：三门核电厂循环水取水方式采用自流引水管盾构法，取水头水下取水的
布置，在抵御水面漂浮物的侵袭，降低因循环水泵滤网堵塞造成非计划停堆概率
方面有显著的效果。

在排水方面，通过引入虹吸井、水室真空泵等设计，利用虹
吸作用节省循环水泵泵功。

三门的经验可在今后类似的工程上提供借鉴。

关键词：三门核电；循环水；取水头；虹吸作用
1.概述
三门核电厂位于浙江省台州市三门县，为全球首台采用AP1000技术的三代
核电站。

一期工程共两台机组，发电机功率1251MW。

循环水系统为机组的重要
冷却系统，为常规岛汽轮机凝汽器提供冷却，带走二回路所产生的热量。

三门核电厂一期工程循环水系统采用单元制海水直流供水系统，循环海水采
用北取南排方案；每台机组配置1个取水口，通过海底涵道延伸到离岸1公里的
水面以下10米处，每个取水口包含8个取水头，每台机组配备2台50%容量的
循环水泵、2根钢制压力供水管、2根钢制排水管、1个排水虹吸井、1条双孔混
凝土排水沟、1个排水口。

海水流经取水头、取水涵道进入取水前池，在取水前
池内依次安装了检修闸门、固定式拦污栅及旋转滤网，为海水提供过滤，防止海
生物、垃圾漂浮物等进入循环水泵。

循环水泵则从循环水泵房内的取水前池取水。

循环水泵出口通过压力供水钢管与凝汽器相连。

循环水经过2根循环水管道进入
汽轮机厂房，然后每根压力供水管道分成3条支线（共6条支线），每条支线都
与一台凝汽器的一侧水室对应相连。

循环水经过凝汽器后又汇流到2根独立的管
线内，流入虹吸井。

凝汽器水室的入口处安装了二次滤网，以防止碎屑及海生物
进入凝汽器。

此外，在循环水管道内还布置了一套再循环式凝汽器钛管胶球清洗
系统，减少钛管结垢，提高传热效率，以获得尽可能高的真空度。

经凝汽器加热
的循环水通过排水钢管流入虹吸井，再通过混凝土涵洞排向三门湾。

该系统在取
水方式、排水虹吸井设置等方面与常规电厂有较大不同，在抵御海中漂浮污染物
堵塞滤网等方面有一定优势。

图1 循环水系统简图
2.取水方式特点分析
三门核电厂取水方式采用自流引水管盾构法，首先通过盾构机向离岸方向在
水面下10m处挖设1公里长直径6200mm的取水涵道。

再通过垂直顶升法1在
涵道内垂直向上顶出矩形立管，穿破土层，随后在水下揭去顶盖行成排水口，在
排水口上装设由竖行栅栏组成的取水防旋涡装置行成取水头。

每台机组配置1条
取水涵道，每条涵道上设置8个取水头。

与传统电厂的直通式取水前池取水方式
相比，通过取水头水下取水的取水方式，可有效避免水面漂浮物进入取水口堵塞
循环水泵滤网的概率。

因取水头位于水下，水温较水面表层水温低，此种方式取
水可一定程度上降低取水温度，提高汽轮机综合热效率。

海水经取水涵道进入取水前池，在取水前池依次设置检修闸门、固定式拦污
栅以及旋转滤网。

拦污栅过滤取水前池的海水中渔网木板等较大的漂浮物，无反
洗装置，在循环水泵停运期间需人工清洗。

旋转滤网布置在循环水泵前，防止碎片、鱼虾等进入循环水泵入口。

旋转滤网采用侧向进水，滤网状铲斗带着海草、
小鱼及水母等不断旋转至喷射管下，由水流将这些杂物冲刷至废物槽内，由废物
槽引流至废物滤池。

每台循环水泵配备两个旋转滤网，一台反冲洗水泵。

冲洗水
泵在旋转滤网运行时从旋转滤网下游取水供给旋转滤网内喷射水，一台冲洗水泵
同时为两台旋转滤网供水。

3.排水特点分析
在循环水排水系统布置上，该系统设置有排水虹吸井。

经凝汽器加热后的海
水排向虹吸井。

因虹吸井所在高度比凝汽器低，利用虹吸作用，可有效降低循环
水泵功率。

在机组运行期间因海水潮位、循泵流量等因素变化，凝汽器海水侧液
位可能产生较大波动。

为避免其影响虹吸效果，在凝汽器水室设置抽气管道与水
室真空泵相连。

在凝汽器水位较低时，通过启动液环式真空泵抽除凝汽器水室内
的空气，提高水室液位，维持虹吸。

为防止循泵停运时，海水虹吸作用产生负压破坏循环水管道，在排水路径上
共设置有8个气动虹吸破坏阀。

循泵停运时阀门自动开启，将管道与大气相连通，破坏虹吸，维持管道内外压力平衡。

在系统启动充水排气阶段，水室真空泵、虹
吸破坏阀兼做管道排气手段使用。

4.总结
三门核电循环水系统取水头取水方式在国内核电工程中尚属首次应用。

取水
头水下取水的布置，在抵御水面漂浮物的侵袭，降低因循环水泵滤网堵塞造成非
计划停堆概率方面有显著的效果。

同时一定程度上降低了取水温度，提高汽轮机
组热效率。

在排水方面，通过引入虹吸井、水室真空泵等设计，利用虹吸作用节
省循环水泵泵功。

三门的经验可在今后类似的工程上提供借鉴。

参考文献：
[1]董胜宪，垂直顶升法施工在三门核电厂引水管隧道取水头工程中的应用，《核电工程与技术》2013年第2期；
[2]赵东波，运行值班员常规岛岗位指南，中核集团三门核电有限公司，2016年。