核电厂冷却水过滤设备用于截留和清除海水中夹杂的固体悬浮物、漂浮物、海生物等, 避免取水口或过滤设备堵塞, 过滤系统如无法正常运行, 则不能提供所需的足量冷却水, 进而引发核电厂降负荷或停机停堆事件。

　　 近年来, 随着人类海洋活动的日益频繁, 尤其是沿海工农业的发展、渔业捕捞的加剧、人工养殖增多, 引起海洋环境趋于恶化, 局部海域出现生态失衡现象, 优势物种爆发性增长。赤潮、绿潮、水母、海地瓜等海洋生态灾害频发, 海水中大量海生物入侵对海水过滤系统造成极大的冲击, 导致降负荷、停堆等冷源事件频发。

　　 经对滨海火电厂冷却水过滤系统调研, 其过滤设备配置见表1。过滤系统基本流程为海水→拦污网→拦污栅→旋转滤网→循环水泵。

　　 滨海核电厂冷却水过滤系统过滤设备配置见表2。冷却水过滤系统基本流程为海水→拦污网→粗格栅→细格栅→鼓形滤网→循环水泵。重要厂用水系统在鼓形滤网之后设有贝类捕集器 (网孔2mm) 。

　　 火电厂冷却水过滤系统运行状况见表3。核电厂冷却水过滤系统运行状况见表4。

　　 由表3和表4可知, 核电厂冷却水过滤系统, 因海生物引发的事件频率高于火电厂。

　　 基本功能:主要是截留和清除海水中夹杂大量固体悬浮物、漂浮物、海生物, 避免导致过滤系统无法正常工作、无法提供电厂所需的足量过滤后海水, 避免引起取水口或设备堵塞, 避免引发核电厂降负荷或停机停堆的事件。

　　 进水加药消杀:明渠取水时, 在泵房进水流道上设置加药点;暗涵取水时, 在取水戽头、泵房进水流道上均设置加药点。

　　 进水口拦污网:明渠取水时在明渠入口设置拦污网;暗涵取水时, 大多取水戽头处未设置拦污网。

　　 火电厂换热设备, 凝气器冷却管直径一般为20~25mm;闭式冷却水为管式换热器, 冷却管直径一般为20~25mm。

　　 核电厂换热设备, 凝气器冷却管直径一般为20~25mm;闭式冷却水为管式换热器, 冷却管直径一般为16~19mm。重要厂用水系统换热器板片间距一般为4~5mm。

　　 火电厂过滤设备, 为凝汽器提供冷却水, 其杂质粒径不超过6~8mm。为常规的辅助设备冷却水系统换热器提供冷却水, 其杂质粒径不超过6~8mm。

　　 核电厂过滤设备, 为凝汽器提供冷却水, 其杂质粒径不超过5mm。为常规的辅助设备冷却水系统换热器提供冷却水, 其杂质粒径不超过5mm。为核岛设备冷却水系统换热器提供冷却水, 换热器对海水杂质的粒径要求不超过2mm, 相应的贝类捕集器孔径为2mm。在电厂正常运行工况和电厂事故时, 均需满足重要厂用水的用水需求。

　　 火电厂过滤设备一般配置为拦污网→拦污栅 (栅条间距:60mm) →旋转滤网 (网孔:6~8mm) 。

　　 核电厂过滤设备一般配置为拦污网 (网孔50mm/30mm) →粗格栅 (栅条间距:150~200mm) →细格栅 (栅条间距:50 mm) →鼓形滤网 (网孔:3mm) 。SEC系统在鼓形滤网之后设有贝类捕集器 (网孔:2mm) 。

　　 火电厂站旋转滤网:一般一个班次运行及冲洗一次, 冲洗时间0.5~1h;滤网前后水位差达0.15m时, 自动冲洗。

　　 核电厂站的鼓形滤网:鼓形滤网内外水位差低于0.1m时, 鼓形滤网一直保持低速运行工况;过网水位差大于或等于0.1m时, 鼓形滤网切换到中速运行状态, 并持续运行;如果水位差继续增大, 过网水位差达到0.2m时, 鼓形滤网切换到高速运行状态;当过网水位差继续增大, 并达到0.8m时, 发出第二次远程报警信号, 相对应的水泵停泵。

　　 核电厂过滤设备存在的不足, 表现为:

　　 (1) 细格栅主要拦截大于50mm的漂浮物等, 对水母、海地瓜等无效果, 易导致水母穿越或破碎后进入下游;附着在栅条间隙内的污物易被压到下游, 总体拦截、清污效果较差。

　　 (2) 细格栅之后直接接入精度为3mm的鼓型滤网, 过滤级差较大, 拦截负荷均由鼓网承担, 容易导致鼓网过载、循泵跳机。

　　 (3) 鼓网捞污斗捞污效率不高, 存在污物重新滑落回水中风险, 冲洗水压力较低, 部分污物无法冲洗干净。

　　 (1) 通过对核电厂与火电厂过滤设备配置的对比表明, 核电厂为保证重要厂用水系统的安全运行, 其滤网孔径小于火电厂, 海生物引发的事件频率高于火电厂。冷却水过滤设备对于海生物的敏感程度大于火电厂。

　　 (2) 因厂址条件的差异化, 各电站发生因漂浮物、海生物导致运行事件的数量、频次不同。

　　 (3) 过滤基本配置为拦污网→粗格栅→细格栅→鼓形滤网。再结合厂址自身条件, 合理配置过滤级数、拦污网层次、鼓形滤网形式等, 形成个性化的梯级过滤配置。

　　 (4) 过滤设备的改进。鼓形滤网优化:如改良鼓网内侧捞污斗型式;提高冲洗水流量、水压;在鼓网结构许可情况下适当提升驱动电机功率。细格栅清污机改进:针对不同类型海生物, 新研发的自动化清捞设备逐步开展示范性应用, 通过过滤精度、网板更换、结构调整、冲洗优化、转刷清理等改进以适应各种不同海生物的特性。

　　 (5) 鼓形滤网后共用吸水池。一般1台机组配置2台循环水泵、2台或多台鼓形滤网, 通过鼓形滤网后共用吸水池, 可防止鼓形滤网或本列细格栅故障, 导致循环水泵无水可取而停泵的风险, 提高循泵可用率。

　　 (6) 海洋环境处于动态变化中, 无法采用一套永久性的拦污设计解决所有问题, 需根据环境变化动态进行管理;需定期进行冷源风险评估, 并适应性地采取防护措施。