循环水入口温度变化对机组功率的影响

王赞娥

【摘 要】在核电厂，循环水入口温度的变化会导致真空的波动，从而使热功率随之变化。地处杭州湾的方家山1号机组因受潮汐和温排水的影响循环水温度日波动较大，从而导致机组热功率会急剧上升，为保证既发挥机组潜力又防止机组超功率必须对循环水温度的波动情况有所了解，并掌握其变化规律。

【关键词】潮汐；循环水温度；热功率

0 引言

中核核电运行管理有限公司方家山1号机组坐落于杭州湾北部湾顶附近的秦山脚下，面向杭州湾。杭州湾总水域面积约5000km2，平均水深8～10m，地理形态上呈喇叭口状，由于湾面的快速缩窄，涨潮时能量聚集，和其他喇叭口状海湾一样，杭州湾潮流十分强劲，潮差较一般河口大。由于涨、落潮量大流强，温排水稀释扩散条件十分优越。但是涨潮时方家山排水口的高温水会顺势流向取水口方向，导致在落潮时取水口流入大量的高温排水，从而使取水口温度波动较大，导致机组热功率产生了较大波动。

1 潮汐类型

海水每天都有涨潮或者退潮。由于海水的涨潮退潮是受到月球引力影响而产生的一种地理现象，因此涨潮退潮有规律可循。在一个潮汐周期（约24小时50分钟，天文学上称一个太阴日，即月球连续两次经过上中天所需的时间）里，各地潮水涨落的次数、时刻、持续时间也均不相同。潮汐现象尽管很复杂，但大致说来不外三种基本类型。半日潮型、全日潮型和混合潮型。方家山机组所处的杭州湾属于半日潮型，即一个太阴日内出现两次高潮和两次低潮，前一次高潮和低潮的潮差与后一次高潮和低潮的潮差大致相同，涨潮过程和落潮过程的时间也几乎相等。

2 方家山1号机组海水入口温度变化趋势

根据2015年8月至9月的历史数据，每日海水入口温度的波动情况如图1所示。

海水取水口距离海面有一定距离，由于海水底部温度比较稳定，因此在涨潮时取水口处温度变化不大，基本趋于稳定。当落潮时，由于取水口上部海水与海水表面高温海水相互融合，使得海水温度整体升高，因此落潮会造成循环水入口温度迅速上升。

由图1可以看出，日最大温度差基本以半月为一周期进行波动，这与潮汐周期是一致的。而日最大温度差与当日平均海水平均温度关系不明显，日最大温度差的大小与涨潮剧烈程度有关，8月31日和9月6日海水波动情况如下图2和图3所示。

图2、图3分别为8月31日、9月6日海水温度随时间变化曲线，其中8月31日最大海水温差为高峰值5.86℃，9月6日海水温度差为低谷值2.42℃，明显可以看出，31日涨落潮时间很短，大概在1h左右，海水温度变化剧烈；而6日涨落潮时间较长，大概持续4h左右，海水温度变化相对比较缓慢。当涨落潮相对剧烈时，海水涨落潮时间较短，海水表面的热量在短时间内就被带入取水口附近，使得冷端海水进口温度突然升高，且温升较大；当涨落潮时间较长时，表面的海水有较长的时间进行传热，使热量较为均匀的进入海水取水口，故取水口海水温度变化趋于平缓，且最高温差较小。

3 功率的变化

循环水温度的变化会引起凝汽器真空的变化，从而引起热功率随之波动，8月31日和9月6日机组热功率变化曲线如下图4、图5所示。由热功率变化曲线可以看出8月31日海水温差时热功率变化幅度也大，峰谷差值达80MW，而9月6日海水温差较小时热功率变化也变得平缓，峰谷差值约40MW。

4 结束语

方家山海水入口水温每日变化两次，统计时间段内海水入口水温最大变化5.9℃，最小变化1.7℃。每日涨落潮持续时间及最高温度差都成周期性变化，且与潮汐周期基本一致，可以推测方家山海水入口水温的变化与潮位有关，且潮位变化越剧烈，海水温度变化越剧烈。机组热功率变化与海水温度变化趋势一致，当日温差波动较大时功率变化也很大，所以在实际运行中应密切关注每日最大温差以确认热功率裕量，既能发挥机组潜力，也有效防止机组超功率。

[责任编辑：杨玉洁]