循環(huán)水入口溫度變化對(duì)機(jī)組功率的影響

王贊娥

【摘 要】在核電廠，循環(huán)水入口溫度的變化會(huì)導(dǎo)致真空的波動(dòng)，從而使熱功率隨之變化。地處杭州灣的方家山1號(hào)機(jī)組因受潮汐和溫排水的影響循環(huán)水溫度日波動(dòng)較大，從而導(dǎo)致機(jī)組熱功率會(huì)急劇上升，為保證既發(fā)揮機(jī)組潛力又防止機(jī)組超功率必須對(duì)循環(huán)水溫度的波動(dòng)情況有所了解，并掌握其變化規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】潮汐；循環(huán)水溫度；熱功率

0 引言

中核核電運(yùn)行管理有限公司方家山1號(hào)機(jī)組坐落于杭州灣北部灣頂附近的秦山腳下，面向杭州灣。杭州灣總水域面積約5000km2，平均水深8～10m，地理形態(tài)上呈喇叭口狀，由于灣面的快速縮窄，漲潮時(shí)能量聚集，和其他喇叭口狀海灣一樣，杭州灣潮流十分強(qiáng)勁，潮差較一般河口大。由于漲、落潮量大流強(qiáng)，溫排水稀釋擴(kuò)散條件十分優(yōu)越。但是漲潮時(shí)方家山排水口的高溫水會(huì)順勢(shì)流向取水口方向，導(dǎo)致在落潮時(shí)取水口流入大量的高溫排水，從而使取水口溫度波動(dòng)較大，導(dǎo)致機(jī)組熱功率產(chǎn)生了較大波動(dòng)。

1 潮汐類型

海水每天都有漲潮或者退潮。由于海水的漲潮退潮是受到月球引力影響而產(chǎn)生的一種地理現(xiàn)象，因此漲潮退潮有規(guī)律可循。在一個(gè)潮汐周期（約24小時(shí)50分鐘，天文學(xué)上稱一個(gè)太陰日，即月球連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)上中天所需的時(shí)間）里，各地潮水漲落的次數(shù)、時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間也均不相同。潮汐現(xiàn)象盡管很復(fù)雜，但大致說(shuō)來(lái)不外三種基本類型。半日潮型、全日潮型和混合潮型。方家山機(jī)組所處的杭州灣屬于半日潮型，即一個(gè)太陰日內(nèi)出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，前一次高潮和低潮的潮差與后一次高潮和低潮的潮差大致相同，漲潮過(guò)程和落潮過(guò)程的時(shí)間也幾乎相等。

2 方家山1號(hào)機(jī)組海水入口溫度變化趨勢(shì)

根據(jù)2015年8月至9月的歷史數(shù)據(jù)，每日海水入口溫度的波動(dòng)情況如圖1所示。

海水取水口距離海面有一定距離，由于海水底部溫度比較穩(wěn)定，因此在漲潮時(shí)取水口處溫度變化不大，基本趨于穩(wěn)定。當(dāng)落潮時(shí)，由于取水口上部海水與海水表面高溫海水相互融合，使得海水溫度整體升高，因此落潮會(huì)造成循環(huán)水入口溫度迅速上升。

由圖1可以看出，日最大溫度差基本以半月為一周期進(jìn)行波動(dòng)，這與潮汐周期是一致的。而日最大溫度差與當(dāng)日平均海水平均溫度關(guān)系不明顯，日最大溫度差的大小與漲潮劇烈程度有關(guān)，8月31日和9月6日海水波動(dòng)情況如下圖2和圖3所示。

圖2、圖3分別為8月31日、9月6日海水溫度隨時(shí)間變化曲線，其中8月31日最大海水溫差為高峰值5.86℃，9月6日海水溫度差為低谷值2.42℃，明顯可以看出，31日漲落潮時(shí)間很短，大概在1h左右，海水溫度變化劇烈；而6日漲落潮時(shí)間較長(zhǎng)，大概持續(xù)4h左右，海水溫度變化相對(duì)比較緩慢。當(dāng)漲落潮相對(duì)劇烈時(shí)，海水漲落潮時(shí)間較短，海水表面的熱量在短時(shí)間內(nèi)就被帶入取水口附近，使得冷端海水進(jìn)口溫度突然升高，且溫升較大；當(dāng)漲落潮時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，表面的海水有較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行傳熱，使熱量較為均勻的進(jìn)入海水取水口，故取水口海水溫度變化趨于平緩，且最高溫差較小。

3 功率的變化

循環(huán)水溫度的變化會(huì)引起凝汽器真空的變化，從而引起熱功率隨之波動(dòng)，8月31日和9月6日機(jī)組熱功率變化曲線如下圖4、圖5所示。由熱功率變化曲線可以看出8月31日海水溫差時(shí)熱功率變化幅度也大，峰谷差值達(dá)80MW，而9月6日海水溫差較小時(shí)熱功率變化也變得平緩，峰谷差值約40MW。

4 結(jié)束語(yǔ)

方家山海水入口水溫每日變化兩次，統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)海水入口水溫最大變化5.9℃，最小變化1.7℃。每日漲落潮持續(xù)時(shí)間及最高溫度差都成周期性變化，且與潮汐周期基本一致，可以推測(cè)方家山海水入口水溫的變化與潮位有關(guān)，且潮位變化越劇烈，海水溫度變化越劇烈。機(jī)組熱功率變化與海水溫度變化趨勢(shì)一致，當(dāng)日溫差波動(dòng)較大時(shí)功率變化也很大，所以在實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)密切關(guān)注每日最大溫差以確認(rèn)熱功率裕量，既能發(fā)揮機(jī)組潛力，也有效防止機(jī)組超功率。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]