论x x x核电厂前期供水工程—二次加压泵房及蓄水池

李璇(中核辽宁核电有限公司,辽宁 葫芦岛 125100)

1 工程概述

1.1 本项目设计时间为2010年，为xxx核电厂前期供水工程的一部分——二次加压泵房及蓄水池，用于核电厂区内的二次加压送水。主要负责核电前期的工程建设用水，用于1#机组FCD前（包括FCD）的施工用水及现场生活、消防用水，用水量不超过2000 m3/d。

1.2 源水来水为六股河东岸大蛇山附近的地下潜水，设计供水能力为5000 m3/d，通过10km的单条DN300输水管线一次提升进入厂区，平均时供水量208 m3/h。水质分析除大肠杆菌含量超标外，其他物理性质及化学成分均符合规范要求，经消毒处理后水质可以满足《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006相关规定。本项目为工程前期的建设供水项目，供水主要为建设生产用水和消防用水，暂不要求考虑水消毒问题。后期根据供水需要，再行增加消毒装置。

1.3 外部供电：考虑采用箱式变压器供电。

1.4 气象条件：最大冻土深度110cm，极端最高温度40.8℃，极端最低温度-25℃，年平均温度8.6℃。

1.5 由于核电项目建设时间跨度较长，根据规划，二次加压泵房一次建成，蓄水池考虑分期建设，前期满足必要的消防用水和前期生产建设用水即可，预留水泵和蓄水池的位置，根据需水量的增加进行水池扩建和水泵补充。

2 二次加压泵房及蓄水池方案设计

2.1 用水量及供水压力

本项目用水主要为建设前期施工生产用水、施工人员生活用水及消防用水。最大日用水量1955m3/d，最大时用水量为164.09m3/h。

目前国内还没有核电前期消防用水的规范要求，本次设计消防用水量按厂前区除高层办公楼外最大的拟建建筑物（小于或等于6层、体积小于20000m3）考虑，室内为15L/s，室外为20L/s，合计为35L/s，火灾延续时间为2h。

生产供水压力：设计按满足6层建筑物直接供水考虑，考虑厂区管网水头损失，供水压力大于为0.38MPa即可。同时参考已建核电站前期供水压力情况，一般为0.6MPa～0.8 MPa。最终确定采用0.6 MPa。

消防供水压力：按室内消防采用临时高压制，6层建筑物室内消防供水压力为0.45 MPa，考虑管网水头损失，最终消防压力确定为0.6 MPa。

2.2 设计方案的选择

2.2.1 由于水源地来水为均匀来水，而核电用水为不均匀用水，因此采用蓄水池调节和水泵二次加压供水方案是唯一的合理选择。

2.2.2 二次加压供水方案的选择

常用的二次加压供水方式有以下三种：气压供水方式：由气压罐负责水量的调节，水泵根据气压罐压力的高低自动启停。该供水方式调节水量较小，适合于临时的或用水量较小的供水工程；水泵+水塔供水方式：由水塔储存调节水量，水泵根据水塔液位的高低自动启停。该供水方式供水稳定、节能，并有一定的调节水量，是常用的一种供水方式。但受水塔高度和建设容积的限制，一般适用于供水压力不太高，或有高差可供利用的场所。

2.2.3 蓄水池及建构筑物建设方案选择

根据水池及泵房的相对关系和水泵吸水的安装要求，以及场地的使用要求，水池可以设计为地上式、半地下式和全地下式，泵房可以设计成地上式和半地下式。

本项目采暖期较长，最大冻土深度120cm，极端最低温度-25℃，年平均温度8.6℃。结合建设场地和泵房设置，尽量减少土石方，而且整体匀称美观，最终采用半地下式水池及泵房的建设方式。

（1）蓄水池

由于来水为一路管道，为确保核电用水的不间断和用水安全，蓄水池容积除考虑消防储水和调节水量外，必须考虑一定量的安全储水，以满足一次断流事故的检修时的用水需要。

考虑蓄水池储存消防用水量300 m3，事故用水量1300 m3（仅考虑多半天事故检修时用水量），生产、生活调节水量400 m3，蓄水池设计总有效容积为2000m3。

根据规划和核电项目进展情况，蓄水池考虑分期建设。考虑先期建设用水量较少、减少建设投资，先建一座500 m3水池，满足消防储水和必要的调节水量，后期考虑扩建1500 m3水池并预留场地。两座水池通过总吸水母管进行连通。

水池设液位监测并设置超高水位和安全水位报警。

（2）泵房

泵房考虑一次性设计完成，并尽量减少泵房占地。根据业主规划和要求，泵房仅考虑水泵间和配电值班室，消毒间以后需要时单独建。

为减少泵房占地，供水设备采用成套设备，布置紧凑、节省占地。

2.3 二次加压泵房及蓄水池设计方案

2.3.1 给排水

由于分期建设、前期建一座500 m3水池，为确保施工生产、生活用水和消防用水不相互干扰，确保消防容积不被挪作他用，本项目生产、生活加压供水系统和消防加压供水系统独立设置。

2.3.1.1 生产、生活供水

（1）生产、生活供水流量及供水压力

生产、生活供水采用变频调速供水方式，泵房供水设计流量应满足最大设计秒流量的要求。本项目前期最大时用水量164.09 m3/h，秒流量变化系数按1.5考虑，设计变频供水设备的能力为240 m3/h，设计考虑设置2台主泵变频运行，初期用水量较小和夜间用水较小的情况，设计1台小流量辅泵变频运行。

结合施工区、场前区用水要求和以往核电站设计供水压力，设计泵房供水压力为0.6MPa。

（2）加压泵及稳压水罐

本着高效、节能、发挥水泵的高效运行工况、满足不同工况下的用水要求进行供水设备的设计和选择。考虑将来预留2台主泵，本项目设计采用4台主泵+1台辅泵的成套变频给水设备。

主泵型号：125DL120-20x3；参数Q=90～120～140 m3/h，H=67.5～60～54m，N=30kW。其中3台工频泵，1台变频泵。

辅泵型号：80DL50-20x3；参数Q=32.4～54～65m3/h，H=63～60～54m，N=15 kW。为变频泵。

流量小时或夜间自动切换成辅泵变频工作，用水量大时自动切换成大泵变频工作。

稳压水罐用于缓冲增减水泵时管网的压力波动，提高供水的稳定性和水泵运行的安全性。设计选择SQL1000-0.6型立式膈膜式气压水罐，总容积1.5 m3，调节水容积为0.3 m3。

（3）运行及控制：

控制要求如下：a就地手动启停（配就地按钮箱）；b值班室控制启停；c根据管网压力变频调速运行，自动增减泵、恒压值0.58MPa。d水泵交替；e水泵故障报警；f水池消防液位时停泵。

具体运行方式如下：用水量较小或夜间时，系统自动切换至一台辅泵变频小泵运行；流量增大时（60 m3/h～120 m3/h），自动切换至1台变频大泵变频运行；流量再增大（120 m3/h～240 m3/h），1台大泵变频运行，1台大泵工频运行；流量再增大（240 m3/h～350m3/h），2台大泵工频运行，1台大泵变频运行；流量再增大（350 m3/h～450 m3/h），3台大泵工频运行，1台大泵变频运行；以此类推，反之亦然。实行恒压变流量供水，在任意流量段均能保证水泵在高效段运行，供水压力维持在0.6 MPa左右；

2.3.1.2 消防供水

（1）消防供水流量及供水压力

本项目仅考虑建设期消防和厂前区建筑物（除高层办公楼）的室内外消防。考虑室内消防水量为15L/s，室外消防水量为20L/s，合计为35 L/s，火灾延续时间为2h，同一时间火灾次数为1次，一次消防用水量252 m3。消防用水储存在蓄水池中，并采取可靠措施确保消防储水不被挪作他用。

消防系统为室内临时高压制。按满足6层建筑物消防需要，设计消防供水压力为0.6MPa。

（2）消防加压泵及稳压

消防采用成套设备，节省占地。

主泵2台：XBD6.3/35-150x3型，1用1备；参数：Q=35L/s，H=60m，N=37 kW。

消防系统稳压由生产、生活给水系统保证，采用倒流防止器防止水质污染，不需要单独的稳压设备。

2.3.1.3 管道及阀门

泵房内管道均采用焊接钢管，明装。明装管道表面预处理后刷铁红防锈底漆两遍，调和漆两遍防腐。水泵上的启闭、运行阀门采用蝶阀，大于、等于DN200阀门的采用D341-10型蜗轮传动法兰连接中线蝶阀，小于DN200阀门采用手柄传动对夹式蝶阀，均带锁定装置。