浅析秦二厂设计基准洪水位提升对联合泵房的影响

王洪军

【摘要】国内在役核电设计中，厂区防洪设计标准是考虑海水水位在设计基准水位下，厂区内设备不会受到水淹的风险。随着自然条件的变化以及分析方式的提升，秦二厂的设计基准水位也发生了变化。通过分析秦二厂设计基准洪水位提升，对现设计工况下设备可能受到水淹风险的影响，提出联合泵房应采取的应对措施，以防止海水水位在极端情况下升高影响机组安全稳定运行。

【关键词】设计基准水位；联合泵房；水淹；改进

0引言

秦二厂核电机组位于杭州湾北岸，杭州湾属于钱塘江的外海区，流态以海水潮流作用为主，江流作用微弱。根据厂址特点，秦二厂是按照滨海厂址要求设计建造的。根据核安全导则《滨海核电厂厂址设计基准洪水的确定》中规定，“要将所有安全重要物项建造在设计基准洪水位以上”。

滨海核电厂设计基准洪水位，是以海潮水位为主要依据制定的。浙江省河口海岸所在1992-1993 年期间完成了《秦山二期工程基准洪水位的分析和研究》，报告对秦山潮位、可能最大台风参数以及波浪等进行了统计分析和模拟计算，经过计算得到秦山二期厂址处设计基准洪水位为+7.9m(黄海高程，YSD)。浙江省水利河口研究院在2008年3月完成了《秦山核电厂扩建工程（方家山核电工程）设计基准洪（低）水位专题（总报告）》，报告综合考虑了溢流、堤线调整、规划高程和陆域径流洪水等影响，当可能最大风暴潮遭遇10％超越概率天文高潮位时，厂址的设计基准洪水位为+10.01m(YSD)。

秦二厂四台机组厂址设计的地坪标高为+10.93m(YSD)，设计基准洪水位由+7.9m(YSD)提高到+10.01m(YSD)，厂址地坪标高仍然高于设计基准洪水位。对于波浪的影响，通过在厂区外围设置的护堤、挡浪墙进行防护。由于核电厂是以较低的防洪标准（+7.9mYSD）设计和建造的，设计基准水位的提升后，厂房防水淹能力、厂区挡浪能力和泄洪措施等在新形势下显得薄弱。尤其是海水联合泵房，由于与海水直接连通，海水水位超过原设计基准水位后，可能导致厂房涌入海水，进而导致厂房内的设备被淹。本文通过分析秦二厂设计基准水位提升对联合泵房的影响，并提出解决方案，以防止海水水位升高导致联合泵房被淹，从而影响机组的安全运行。

1联合泵房在设计基准水位下运行的防水淹现状分析

秦二厂联合泵房的0m平台标高为+11.23m(YSD)，高于提升后的设计基准洪水位+10.01m(YSD)。因此联合泵房可能遭到水淹的设备为0m平台以下的设备。联合泵房内的设备中，安全厂用水系统（以下称SEC系统）的鼓形滤网间与二回路循环水系统鼓型滤网间的标高一致，鼓网顶部操作平台标高均为+8.4m(YSD)，高于原设计基准洪水位，位于提升后的设计基准洪水位以下。图1以SEC系统的相关设备布置为例，分析海水水位在设计基准水位以下运行时，联合泵房的防水淹设计情况。

通过图1可以看出，海水在原设计洪水位以下时，操作平台上的设备不存在水淹风险。设计基准洪水位提升后，当海水水位在极端工况下，超过原设计基准洪水位+7.9m(YSD)，达到鼓网操作平台+8.4m(YSD)以上时，海水将从鼓网顶部腔室侧墙的孔洞溢出至鼓网间，造成鼓网电机被淹而不可用，鼓网停止转动，海水中的污物将停留在鼓网腔室，从而造成鼓网堵塞，进而造成SEC泵失去进水。同时涌入鼓网间的海水，将从JPP泵吊装盖板间隙、楼梯间流入JPP泵坑，造成JPP泵被淹。海水还将进入消防水池房间，造成水池进入海水。鼓网间涌出的海水以及暗渠检修的涌出的海水，将进入SEC泵坑造成设备被淹。

二回路循环水系统与SEC系统布置一致，因此当水位升高到超过原设计基准水位时，海水将涌入循环水鼓网间平台操作，造成平台上包括鼓网电机以及反冲洗泵等设备被淹。由于循环水泵与鼓网间分属不同隔间不连通，因此循环水泵不存在水淹风险。

表1为联合泵房内设备的水淹形式以及可能的后果：

由表1可知，联合泵房内的设备如果发生水淹的情况，将会造成电厂失去一回路和二回路的热阱，进而影响核安全以及发电。而联合泵房内的设备布置满足原设计工况，但当设计基准水位提升后，设备布置将不满足设计工况。因此应采取必要的措施，对存在的进水点进行必要的改进,以防止设备发生水淹。

２联合泵房内设备的改进措施

通过以上对联合泵房内可能受到水淹形式的分析，并结合联合泵房目前的设计以及现场配置情况得出，SEC泵坑由于已在进口处安装水密封门，无需改进即可防止泵坑进水。另外，从图1可以看出，如果海水水位超过+8.4m（YSD）平台，鼓网流道内未经过滤的海水经直接进入鼓网出水侧，即存在旁通鼓网的海水。未经过滤的旁通鼓网的海水连同较大的污物经直接进入SEC泵内，被送往系统下游。由于下游贝类捕集器仍具备过滤功能，而且经过分析论证成果海水水位超过+7m（YSD）的持续时间不超过2小时，因此短时间内不会造成设备堵塞的发生，对SEC系统功能影响有限。因此旁通鼓网的海水可不需要封堵。

SEC鼓网间以及连廊和循环水鼓网间是需要重点防护的区域，因此提出以下三种方案进行改进，防止联合泵房内设备发生水淹。

2.1方案一：鼓网间以及暗渠检修口进水点封堵方案

２.1.1SEC鼓网间进水点封堵方案

通过上表对可能进水点的分析，提出对鼓网间进水点采取封堵的方案，见下图2。

２.1.2SEC连廊暗渠检修口防水淹方案

SEC暗渠检修口处于SEC-2.8m连廊，海水可由此涌出进入连廊，进而可能进入鼓网间以及SEC泵坑。对暗渠检修口的防水淹处理，可采用增加防水淹围板的方案（见图2），高度至少应达到1.61m，考虑设计裕量以及安装的需要，围栏高度可安到连廊顶部，至0m平台高度。

２.1.3循环水系统鼓网平台封堵方案

循环水由于顶部腔室开口，需要沿鼓网流道顶部四周进行加高，封堵高度不低于1.61m，考虑一定的设计裕量以及鼓网冲洗喷嘴的检修性，可封堵至+11.23m（YSD）并与联合泵0m平台相连接。格栅除污机由于与鼓网间联通，因此也加装防水淹围板对开口处封堵。人员检修通道应加装水密门，检修孔洞采用防水淹密封盖板封堵。

２.2方案二：电机移位方案

由于联合泵房内防水淹主要是防止鼓网电机被水淹，导致鼓网停转；防止JPP水泵电机被淹导致安全功能失效，为此提出电机移位方案。

对于SEC鼓网电机，提出将鼓网驱动电机由现设计中的+8.4m（YSD）操作平台移至+11.23m(YSD)联合泵房0m平台的方案。由于电机移至0m平台，因此现鼓网电机通过主轴直接传动将无法实现，可改为链式传动。根据现场布置，鼓网电机移至0m平台后，需要满足防止外部灾害的要求，因此需要增加混凝土结构房间，为满足链条与鼓网传动需要，需要对0m平台楼板开洞。此方案可满足海水水位升高对鼓网电机的防护要求。但海水仍旧可以涌入房间和连廊，造成JPP泵坑、消防水池、SEC泵坑等被淹，无法实现全部的防护需求。因此仍然需要采取临时封堵装置对可能的进水电进行临时封堵，防水淹效果难以验证。

对于CRF鼓网驱动电机，由于设计布置因素，需新建平台才能够实现移位。

对于JPP泵电机由于设计运行需要，无法移位到高处，因此无法通过移位方案防水淹。

２.3方案三：鼓网电机以及消防水泵电机防护方案

由于设备水淹的直接后果是电机失效，因此提出电机防护方案。现设计中鼓网电机以及消防水泵电机无法应对水淹风险，因此提出方案三：采购短时防水淹电机或增加电机水淹防护罩。

鼓网驱动电机由于是核级双速电机，因此采购满足此运行方式的防水淹电机可能存在困难。JPP泵电机由于是6.3kV中压大功率电机，因此采购满足此运行方式的防水淹电机可能存在困难。增加电机防水淹防护罩可能也是一种应对水淹的方式，但需要调研是否有此类产品。

２.4三种方案的比较

三种防护方案的特点比较见表2。

综合以上方案，建议同时分布推进三种方案，根据后续进展择优确定最后方案。

３结论

秦二厂设计基准洪水位提升后，由于现联合泵房内设备布置、配置等是按照原设计基准建造的，因此不满足新基准下的防护要求。通过分析，提出了可能的改进措施，以保证在新的设计基准洪水位下，设备能够实现设计功能。

【参考文献】

［１］陈坚刚,等.在役核电厂防水淹改造及探讨[R].中国核科学技术进展报告, 2013(9).