5 排水渠设计方案优化
核电站的循环冷却水排水受到温度与低放射污染。这种温排水有可能通过排水渠两岸渗入或者将温度传入取水渠道和取水头部的附近海域,对循环冷却水的取水造成温度与低放射污染。所以排水系统的防渗隔热的问题是设计的重点,而解决此问题的关键在于排水建筑方案的选择。在初步设计阶段,综合考虑各种因素选用了箱涵方案。后经多次设计优化,最终采用了地连墙明渠方案,现分别对两种方案的优缺点给予介绍。
5.1 箱涵方案
箱涵方案的最大优点是防渗性能好,可以防止大亚湾的低放热水进入岭澳的取水明渠。如果低放热水进入取水明渠,会给核岛重要生水水泵及其它设备和相关系统带来低放污染,而且使核岛重要生水取水温度超过设计温度,将直接危及核反应堆及整个电厂的安全。但是,箱涵方案也存在下列问题:
(1)在设计高水位(+2.89
mPRD,百年一遇高潮位)时,不能满足大亚湾核电站排水口虹吸井的自由出流,须对其进行改造。
(2)从施工角度看,箱涵方案须有特大吨位的半潜驳预制。箱涵安装也须在水下进行,工期长,接头止水难度大,施工质量难以保证。
(3)箱涵须设计检修闸门和人孔,运行管理复杂。
5.2 地连墙明渠方案
地连墙明渠方案是一种设计创新,它打破常规的设计理论,在防波堤上设置了柔性地连墙。该方案的优点是增加了过水断面,降低了水位壅高,使最高设计水位不再对大亚湾核电站的排水虹吸井自由出流影响,在运行和检修方面也有很大的优越性。另外,由于柔性地连墙的防渗隔热效果较好,排水口又远离取水头部,所以排水口不需要做特殊的处理,可采用自由排放。这种方案也为干施工方案提供了可能性。地连墙明渠方案的技术难点:
(1)防波堤的波浪稳定性:在防波堤的设计理论上,堤心要求有较大的透水性,以减少波浪反射对坡面稳定的不利影响。而此方案在防波堤上设计了柔性地连墙,与防波堤设计原理是相反的。
(2)柔性地连墙的抗震强度与稳定性:防波堤抗震设计标准为Ⅱ类抗震物项设计,Ⅰ类抗震物项校核。柔性地连墙的作用是防渗,在地震工况下,其强度及稳定性是重点关注的问题。
(3)施工的可行性:防波堤上设置地连墙是首创,在含有大块石且空隙率很大的防波堤上挖槽、成孔、漏浆情况也无先例可以借鉴。
6 各构筑物的设计
6.1 防波堤
防波堤作为两座核电站的热水和低放废水的排水渠导流堤,防止热水和低放废水直接沿流程渗入大海;同时也用于保护中隔堤、厂区护岸、取排水交叉渡槽及联合泵房的安全,并保证联合泵房取水不受波浪影响。
防波堤采用柔性地连墙防渗,地连墙底标高?-15.0
mPRD?左右,顶标高4.7
mPRD,厚
6.2 中隔堤
中隔堤位于防波堤和厂区护岸之间,与厂区护岸和防波堤一起共同组成取排水明渠,防止冷热水短路。并作为防浪墙的第二屏障,保证联合泵房取水不受波浪影响。
中隔堤整体设计要求在设计水位及校核水位下,各部位均稳定;在DBF水位(6.35
mPRD ,设计基准洪水位)下。中隔堤堤面允许有一定位移,但不丧失防浪隔热的基本功能。中隔堤及地连墙均为干式施工。
中隔堤的渗漏采用钢筋混凝土地连墙防渗,地连墙底标高-13.0
mPRD左右,顶标高为3
mPRD,厚
6.3 取排水交叉口渡槽设计
取排水交叉口渡槽采用支墩式渡槽结构,下层为岭澳核电站的取水渠道,上层为大亚湾核电站的温排水通道。渡槽总长为
6.4 护岸设计
护岸是岭澳核电站的取水渠道的内边界,也是防浪的第三道屏障保护厂坪的安全。护岸的设计采用典型的块石斜坡堤,护面采用浆砌石,下设大块石棱体护脚,顶部设浆砌块石覆盖层。在堤心石内坡面设计反滤层,以避免因细颗粒的移动而造成厂区地坪的沉降。采用汽车在陆域向水域中推进的施工方式。
7 结语
岭澳核电站的循环冷却水取排系统不仅解决了相邻两座核电站的循环冷却的用水矛盾问题,而且通过采用两座核电站排水合排的方式,使排水口进一步远离原来的大亚湾核电站的取水口,使取水 口的水温比原来有所下降,提高了大亚湾核电站的安全性能。同时,本工程首次在大型海域工程中采用的围堰防渗干基坑施工的设计思路和在防波堤上建造柔性地连墙的设计创新可作为以后滨海核电站项目设计的参考。