田湾核电站海水循环泵选型分析
程旭
中图分类号：TM623 文獻标识：A 文章编号：1674-1145（2019）5-191-01
摘 要 本文简要介绍了国内核电站海水循环泵的类型，并对田湾核电站海水循环泵选型及循环水母管设计进行了分析，并分析了该选型的优点。
关键词 海水循环泵 循环水母管 选型
一、国内同行电站循环水布置简介
国内核电站循环水系统采用双母管较为普遍，如果有一列发生故障，另一列仍然可以向凝汽器半侧供水，凝汽器半侧运行，提高了循环水系统的安全性。国内同行电站的循环水系统布置如下：
1、海南昌江核电（CNP650）为2台循泵、单速电机，3台凝汽器，每台循泉供水到凝汽器的半侧。
2、秦山二期（CNP600）为2台循泵、双速电机，3台凝汽器，每台循系供水到凝汽器的半侧。
3、三门核电（AP1000）为2台循泵，叶片可调，3台凝汽器，每台循泵供水到凝汽器的半侧。
4、大亚湾（M310）为2台循泵，单速电机，3台凝汽器，每台循泵供水到凝汽器的半侧。
二、田湾3、4号机循泵数量的选择
对于田湾3、4号机循泵数量的选择，有一机两泵，一机三泵，一机四泵，一机六泵等几种方式可供选择，具体分析如下：
1、如果采用一机两泵的方案，由于单泵流量较大，需要旋转滤网到循泵入口之间有较长的流道。一机两泵方案需要水泵中心至旋转滤网间距约18米，总平面布置受限，无法采用。
2、如果采用一机六泵方案，每台泵对应凝汽器的半侧，此方案设备数量较多，泵的维护、检修工作量大，又无法在冬季调节冷却水流量，所以不考虑。
3、如果采用一机四泵方案， 需要将四个泵的出口连接到一根循环水母管，然后再连接到凝汽器。此种情况如果循环水母管出现问题将影响整个机组的供水，将会导致机组停机，安全性较差。
4、对于田湾3、4号机的循环水设计，东北院原先推荐的是一机三泵、双速电机的方案，但是双速电机采购成本较高，并且国内无法制造。后来，由CNPE设计出三台循泵、2条母管，中间采用联络阀的设计方案。此方案设备可实现国产化，成本可以得到控制（泵由上海阿波罗公司制造，电机由上海电机厂制造，蝶阀由江苏神通制造）。
三、田湾3、4号机能否采用一机三泵、单母管的分析
田湾3、4号机如果采用单母管，假设系统运行在冬季工况，PAC21、23两台循泵运行，PAC22停运。PAC21、23工作在设计工况下，每台循泵流量22m3/s，扬程14.2米。
这时，如果PAC23突然跳停，只剩PAC21一台循泵运行。由于此时PAC23泵的出口阀仍处于开状态，PAC23循泵将出现反转，由于PAC23旁路掉PAC21泵的流量，凝汽器顶部会出现汽化现象，此时如果不打开虹吸破坏阀将造成凝汽器损坏；如果打开虹吸破坏阀，将造成机组停机。并且此时PAC21泵的出口流量会增大，在循泵流量大于20 m3/s时，允许汽蚀余量快速增加，PAC21的流量本来已经22 m3/s，这时流量再增加循泵PAC21会很快气蚀，造成叶轮损坏。
四、田湾3、4号循环水系统设计的优点
田湾3、4号循环水系统设计成双母管，在夏季工况下，PAC22APOO1通过联络阀同时向两根母管供水；在冬季工况下，关闭联络阀，形成双母管，如果有一侧循泵异常，仍然可以向半侧凝汽器供水，保证不停机。这样设计，即满足了冬季冷端优化的要求，又提高了循环水系统的安全系数。
在夏季工况下，三台循泵运行，如果一台循泵需要检修，则可停运需要检修的循泵，通过改变液控蝶阀的状态，形成双母管，同时向三台凝汽器供水；夏季工况下，三台循泵运行，如果一台循泵故障跳停，仪控逻辑会自动改变液控蝶阀的状态，形成双母管，同时向三台凝汽器供水。不过需要注意的是，夏季两台循泵运行时，需要关注凝汽器的真空，若凝汽器真空度下降，需要手动降低发电机的功率，直至真空度恢复到可接收范围内。
五、对于单一凝汽器半侧损坏的隔离维修
对于凝汽器的半侧运行，凝汽器厂家给出如下限制条件：
1、各凝汽器之间的压差不超过50 mmHg（约6.7kpa）；
2、各凝汽器之间的温差不超过17℃；
3、凝汽器运行压力不超过汽轮机的报警背压（真空-86. 7kpa）。
在运行状态满足上述3项限制条件时，汽轮机没有半侧运行时间限制。
所以，如果发生某个凝汽器的半侧损坏，可以关闭此凝汽器半侧的进出口电动蝶阀，通过降低机组功率至额定功率的40%，使凝气器满足上述3项条件，从而进行维修工作。
六、结语
田湾核电站三、四号机组海水循环泵采用三台循泵、双母管设计，是综合考虑了厂址的布局，以及满足经济性、国产化需求而设计的。这种设计使得海水循环系统的运行方式灵活，可靠性提高。且目前通过田湾三、四号机组近一年多的运行来看，该运行方式可靠，且设备可靠性高、故障率低。
