某电厂循环水管道材质比选探讨

韩 刚，刘召平

（国核电力规划设计研究院有限公司 北京 100095）

1 概述

厂址规划建设4台1000MW超超临界直流循环机组，一期建设2台，直接从外海取水，供水系统采用单元制。项目一次设计，分期建设。

2 循环水供水系统简述

2.1 电厂循环水量

本期2台1000MW超超临界直流循环机组循环冷却水量见表1。

2.2 循环水系统流程

循环水取自外海，一台机组配3台循环水泵，系统流程如图1所示。

表1 循环冷却需水量表

图1 循环水系统流程图

3 循环水管道设计参数

循环水泵房布置在厂址东部靠海侧，主厂房布置在厂址中部，循环水通过两条循环水压力管送至主厂房，经过凝汽器换热后再由两条压力排水管排入虹吸井。虹吸井后为无压管沟，采用现浇钢筋混凝土方沟，不在本文比选范围内。

厂区循环水管管顶覆土约5.5m，与主厂房接口部分管顶覆土约16.5m。

循环水管道参数如下：

设计压力：0.20 MPa，试验压力：0.45MPa；

使用寿命：30年以上；

长度：单条循环水管道长度约650m，每台机组配置为2条循环水管；

管径：DN3200；

流速：3.67m/s；

输送介质：海水。

4 循环水管管材比较

目前，国内大型火电厂和核电厂循环水管采用的管材有：衬胶钢管、现浇钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢外包混凝土管四种管材。

4.1 管材特性

钢管是一种常见的管材，有比较成熟的使用经验。其缺点是埋深大时造价较高，内外防腐施工要求较严格；优点是管材适应性较强，抗高压，施工进度快，应用较普遍。

现浇钢筋混凝土管是核电厂循环水管道应用较广的管材，造价相对较低，对于直流供水低压循环水压力管有较好的适应性。但是施工工序较多，水压试验难以保证，渗漏现象严重。

预应力钢筒混凝土管（PCCP管）根据其结构一般可分为内衬式(L型)和埋置式(E型)两种。二者差异在于，E型管钢筒内外两侧均裹有混凝土，然后缠绕预应力钢丝，L型管则在钢筒内侧有混凝土，预应力钢丝直接缠绕在钢筒上。目前，电厂循环水管主要采用E型PCCP管。它同时具有钢管和混凝土管的特点：承压高，耐腐蚀。但接口和管件仍为钢制。

玻璃钢外包混凝土管同时具有玻璃钢管和钢筋混凝土管的特性，具有水力性能好、工作压力范围广，耐腐蚀性能优良和承受外压高，能适应地形变化等优点。

钢管、现浇钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢外包混凝土管主要性能见表2。

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4.2 管材技术比较

考虑到钢管、现浇钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢外包混凝土管四种管材各有优缺点，在国内核电工程中均有应用。本专题根据本工程循环水管的设计特点进行详细的分析比较。

4.2.1 循环水管设计特点 根据第3节可以看出本工程循环水管设计有以下特点：

(a)埋深大（5.5m～16.5m左右），在地下水位以下；

(b)工作压力低；

(c)接口，管件多，尤其是主厂房附近；

(d)输送海水，耐腐性要求高；

(e)管道布置在竖向布置上有一定起伏；

(f)使用寿命长（30年）。

4.2.2 管材技术比较 根据循环水管设计特点，四种管材详细的技术比较见表3。

从以上比较可以看出：玻璃钢外包混凝土管虽然施工工序复杂，但是抗腐蚀、抗外压能力强，使用寿命久，水力性能良好，适应地形起伏变化，海生物不易附着，技术上最适合本工程循环水设计特点；钢管抗腐蚀、抗外压能力差，维护麻烦，技术上适用性最差；预应力钢筒混凝土管接口多，施工安装起吊设备要求高，现浇混凝土管压力试验困难很大，技术上适用性一般。

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4.3 管材经济比较

管道的经济比较采用《火力发电厂水工设计规范》DL/T5339-2006推荐的年费用最小法，将循环水管道各配置方案的一次性投资与方案实施后在预测到的经济服务年限内逐年支付的运行费用，按动态经济规律将投资与运行费用均换算到指定年（投产年）再在经济服务年限内等额均摊，最终比较各方案的年均摊值，取年费用最小的方案作为推荐方案。见表4。

表4 管材经济比较表（一台机）

5 结论

通过以上经济技术比较可以看出，现浇钢筋混凝土管材投资费用最低，年费用最高；玻璃钢外包混凝土管、钢管及投资相差不大，玻璃钢外包混凝土管年费用最低。故本工程推荐采用玻璃钢外包混凝土管。

[1]DL/T 5339-2006，火力发电厂水工设计规范[S].

[2]GB 50013-2006，室外给水设计规范[S].

[3]GB 3091-2008，低压流体输送用焊接钢管[S].