某核電站GSS疏水箱布置方案

施海云

（廣東省電力設計研究院,廣東 廣州 510660）

遼寧紅沿河核電站一期工程建設4臺百萬kW級壓水堆核電機組,采用廣東嶺澳核電二期工程翻版加改進技術。其汽輪發電機組采用法國ALSTOM技術,汽輪機為半轉速（1 500 r/min）沖動凝汽式汽輪機。工程設計壽命40 a,年運行7 000 h,可用率不低于82%。

該工程常規島TG（Turbine＆generator）包合同于2007年5月15日簽訂,根據工程設計分工規定,GSS設備及大部分管道是由TG包供貨商（ALSTOM）負責布置設計,僅有2級加熱蒸汽由常規島設計分包商負責布置設計。2009年12月,施工圖設計已持續近2年時間,各項設計配合基本完成,管道布置已經固化。此時,TG包供貨商提出,目前GSS汽水分離再熱器（MSR）一級、二級疏水箱及高壓加熱器的相對標高不符合要求,需將MSR一級、二級疏水箱抬高3～4 m,相應的管道也需重新布置。此項修改對整個主廠房的布置影響較大,相關設計受到不同程度的影響。本文對該工程汽水分離再熱器系統疏水箱修改前后2個布置方案進行比較探討。

1 一期工程主廠房布置特點

一期工程常規島主廠房南北長112m,東西寬59 m,屋架下弦38 m。采用框架混凝土結構,分汽輪機廠房AB和輔助間BC兩跨,跨距分別為44m和15 m;縱向共12排柱,柱距分別為8 m和12 m;汽機面廠房分為底層（0.2 m）、中間層（6.2m）和運轉層（16.2 m）;輔助間分為底層（0.2m）、電纜層（16.2 m）、電氣層（20.2 m）、除氧層（28.2 h）。進入常規島設有2道門：北門和東南門。主要大件設備的進廠在北門進入,靠近北門是主要大件吊裝和檢修場地。中間層采用大平臺布置,方便了管道與設備的安裝,同時確保足夠的檢修場地、暢通的椎修維護通道。運轉層采用大平臺布置,機組檢修時汽輪發電機組零部件可以就近放在汽機周圍平臺上,檢修維護通道暢通。

在參考工程嶺澳核電二期中,TG包供貨商對MSR進高加疏水管道坡度有要求,受此限制,高加布置在標高為3.4m的獨立平臺上,沒有統一的中間層平臺。本項目初期征得TG包供貨商同意,在初步設計階段將高壓加熱器平臺標高由3.4 m改為6.2 m,形成中間大平臺。這是本項目與參考工程布置上較大的區別之一。

2 GSS疏水箱布置方案

2.1 GSS簡介

GSS是介于汽機高壓缸與中壓缸之間的一個蒸汽除濕系統。主蒸汽在高壓缸內作功后壓力和溫度降低、濕度增加。該系統的功能是通過對高壓缸排汽加熱,降低蒸汽濕度、提高溫度,再送入汽機中壓缸繼續作功提高汽輪機組的熱效率。高壓缸排汽經冷再熱管導入MSR,在MSR內先靠分離段波紋形分離板的作用除去其中水分后進入位于分離段上方的一級再熱器和二級再熱器再熱,最終從再熱管道排出,送入汽輪機組的中壓缸。一級再熱器的加熱蒸汽為高壓缸7號抽汽,二級再熱器的加熱蒸汽為主蒸汽,其放出熱量凝結為水后,依據壓力大小分別經相應的疏水箱進入6號、7號給水高壓加熱器[2]。

GSS疏水由3個分系統組成：殼體疏水系統、一級再熱器疏水系統和二級再熱器疏水系統。在啟動過程和低負荷時MSR全部疏水排入凝汽器疏水擴容器。殼體疏水靠自重排入疏水箱103BA/ 203BA,用疏水泵190P0/290P0打入除氧器。一級及二級再熱器疏水分別靠自重排放疏水箱101BA/ 201BA、102BA/202BA,最終排入6號、7號高加。同時GSS系統還設置了排入及超壓保護等系統功能。

表1 受GSS布置變更影響的相關系統

2.2 GSS系統初設布置方案

MSR布置在運轉層汽輪發電機組機頭兩側; MSR殼體疏水箱、二級疏水箱均布置在6.2 m層相應的MSR底部;疏水泵190P0/290P0布置在0 m層。其中一、二再熱器疏水箱101BA/201BA、102BA/202BA安裝中心標高均為7.63 m;殼體疏水箱103BA/203BA安裝中心標高為7.80 m;高加布置在6.2 m層。一、二級再熱器疏水箱101BA/ 201BA、102BA/202BA去6號、7號高加的疏水管道從疏水箱底部接出,向上走到高加上方,從高加頂端接口接入。疏水閥所在的標高高于疏水箱出水口約6 m（見圖1）。

2.3 GSS系統疏水箱修改后布置方案

根據TG供貨商提出的要求,調整了一、二級再熱器疏水箱101BA/201BA、102BA/202BA安裝中心標高。調整后的一、二級再熱器疏水箱標高分別為101BA/201BA安裝中心標高為12.13 m、102BA/202BA為11.23 m。與原方案相比,分別抬高了4.5 m及3.6 m。一、二級再熱器疏水箱101BA/201BA、102BA/202BA去6號、7號高加疏水管道具有向下的坡度,管道均布置在疏水出口標高以下（見圖2）。TG供貨商對MSR到一、二級再熱器疏水箱的輸水管道有5%的坡度要求,由于一、二級再熱器疏水箱的抬高,減小了MSR與一、二級再熱器疏水箱的標高差,給此段疏水管道的布置造成了極大的困難。由于在此之前大部分管道、電纜橋架已經固化,此次調整對主廠房的布置有較大的影響。除了主電纜橋架多處需要修改外,表1中列出的是GSS系統布置修改后需要返工及延誤的相關系統,整個項目的工期受到一定程度的影響。

2.4 GSS系統疏水箱布置方案修改原因

參考工程嶺澳核電二期高加平臺標高為3.5 m,沒有中間層大平臺。本項目初期考慮大平臺方案的可行性時,重點放在了疏水從MSR1級、二級疏水箱到高加的壓差是否足夠克服阻力的問題上。經過計算壓差足夠（有約20 m的裕量）,TG供貨商也同意取消疏水坡度的要求,大平臺方案得以實現。

[1] 楊小華等.CPR1000核電常規島工藝設計技術研究[M].北京：中國地質大學出版社,2007.10.

[2] 陳濟東.大亞灣核電站系統及運行[M].北京：原子能出版社,1994.07.