核电厂取水明渠拦污网设计

第17卷 第2期 中 国 水 运 Vol.17 No.2 2017年 2月 China Water Transport February 2017收稿日期：2016-12-17作者简介：翟志芳（1985-），女，天津市海岸带工程有限公司工程师，主要从事港口海工设计。

邓 垿（1984-），女，天津市海岸带工程有限公司工程师，主要从事港口海工设计。

核电厂取水明渠拦污网设计翟志芳，邓 垿（天津市海岸带工程有限公司，天津 300384）摘 要：拦污网作为核电厂取水拦污设施的重要组成部分，目前已经在核电工程中得到了广泛使用。

本文结合山东海阳核电厂取水明渠拦污网工程实际，对拦污网相关设计过程进行简要介绍，为其他相关工程提高参考。

关键词：核电厂取水；拦污网；结构设计中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）02-0120-03拦污网作为核电厂取水拦污设施的重要组成部分，目前已经在核电厂取水明渠中得到了普遍应用，对保证泵房的取水安全起到了重要的作用。

从目前已建和在建的拦污网工程来看，拦污网结构型式主要为明渠内“一”字型和明渠堤头“人”字型两种型式。

其中明渠内“一”字型应用比较普遍，技术成熟；具有自防污功能的金属网是目前市场上出现的一种新型材料，可有效提高拦污网自身防海生物附着和防腐蚀的功能，但目前还未得到广泛应用。

一、工程介绍 1．工程概述山东海阳核电厂拟建于海阳市留格庄镇董家庄。

工程拟建6台第三代AP1000百万千瓦级核电机组，分三期建设，一期工程建设2台AP1000百万级机组，是国家“十一五”期间的重点建设工程。

目前3、4号机组工程的建设工作也已开展。

考虑到取水明渠季节性出现的浒苔等海上漂浮物对核电站正常取水可能产生的严重影响，现拟在取水明渠内设拦污网，用来拦截浒苔等海上漂浮物以及无（或丧失）动力的小船，以保证循环水泵房的取水安全。

2．拦污网功能要求（1）对浒苔等海上漂浮物和无（或丧失）动力的小船起到一定的拦截作用，以减轻循环水泵房粗、细拦污栅和鼓型滤网的拦污压力。

（2）拦污网应具有较好的防腐性能，做到尽量少维护。

（3）应进行清淤船和淤积测量船的过网方式的研究和设计，保证拦污网拆卸和再安装的操作便利性。

二、设计方案 1．平面布置考虑已有防波堤的掩护作用，同时考虑泵房取水的安全性，拟建拦污网布置在取水明渠东防波堤与南防波堤弧线段之间，成“一”字型布置，全段受防波堤掩护，并远离取水泵房和堤头。

拦污网位置考虑充分避开堤头绕射影响和节省工程投资，减小过水面积，拦污网垂直于南防波堤布置。

图1 拦污网平面布置图拦污网总长度243m，堤身设置锚碇块体，中间设置浮筒，浮筒间距25m。

为方便清淤船和测量船进出明渠，在靠近东防波堤侧设置过船通道，通道由两个过船墩组成。

拦污网通过缆绳与堤身锚碇块体和过船墩连接，浮筒下部设置水下锚碇块体，水下锚碇块体通过锚链与上部浮筒连接。

2．拦污网工艺设计 （1）常规段拦污网设计拦污网整体高度为3.0m，其中水面以上高1.0m，水面以下为2m。

自防污拦污网的网片是由具有防污、防腐蚀、防海生物附着功能的合金金属软网构成，网片径丝5mm，网目为120mm×120mm，网格根据浮标间距分段制造，每段用相同的铜合金扣环现场拼接。

拦污网通过浮标提供浮力，浮标间距25m，南侧通过主缆绳和锚链与南防波堤及水下锚碇块体连接成整体，东侧与过船段一侧过船墩连接。

拦污网共设6个浮标，分别由5个中间浮标和1个首尾浮标组成。

中间浮标直径3.6m，两侧通过缆绳连接；首尾浮标直径3.6m，与中间浮标相邻侧通过缆绳连接，与防波堤相邻侧通过锚链连接。

金属网自重较大，自身有一定的垂度，为保证拦污网水上高度，在每段网片加设2个充填式聚乙烯滚塑浮球，在两第2期 翟志芳等：核电厂取水明渠拦污网设计 121个浮标间均匀布置，浮球尺寸为800mm×1,200mm×10mm，浮球上设置支撑杆与拦污网连接，起到加强支撑拦污网确保下垂最低处不低于水面上1m的作用。

自防污的拦污网是在制造过程中将防海生物附着及防海水腐蚀的元素和添加剂合成在原材料中，使网丝自身具有防污、防腐蚀、防附着的功能，在海上进行拦污的预期内不附着海生物，不被侵蚀，能长期保持拦污网的初始效能（包括透水性、耐用性、负载状态等）。

平时清理维护时，清理船只靠近拦污网，人工将网前和网上污物清理到船上，再运走处理。

船只应处于与拦污网平行位置，便于清理操作，避免船头船尾撞击拦污网，造成拦污网的损坏。

（2）过船段拦污网设计由于清淤船或测量船需要通过拦污网进入取水明渠内作业，为满足船只进出要求，在靠近东防波堤侧设置固定过船通道。

过船通道设计为固定口门式结构，口门结构由两个混凝土过船墩组成，两个过船墩中间设置宽15m的过船通道，用于满足挖泥船（宽度为11.0m，满载吃水1.45m）和运挖泥船（宽度为9.8m，满载吃水2.7m）的通行。

口门处的两个混凝土块体上各配置2t手动绞车一部，用于升降过船段拦污网。

过船段拦污网采用独立的网体结构，布置于口门外侧（上游侧），网宽19m，利用网体与混凝土块体的的重叠部分，阻挡浒苔等污物从活动连接处通过，实现口门处的密封。

过船段拦污网下端分别固定在口门两侧块体下部，其高度为设计低水位以下2m处。

网的上端分别与两部绞车相连接，转动绞车可使网的上端上升或下降。

进出船时，转动口门上绞车，使过船段拦污网下降至海底，既可实现船只进出。

船只通过后，转动绞车，使网上升到规定高度，将网绳固定，既完成作业。

3．拦污网结构设计拦污网布置在取水明渠内，锚碇结构由堤身锚碇块体和水下锚碇块体两部分。

两者同水上设置浮筒共同承担拦污网所受外力。

结合已有防波堤结构，堤身锚碇块体采用重力式结构，在拦污网锚碇位置所在的原有防波堤堤身内测上增设肩台，肩台顶高程3.14m，肩台宽度8.45m，肩台上设置现浇混凝土锚碇块体，块体顶高程6.0m，锚碇块体外侧安放两块扭王字块体。

锚碇块体尺寸为5.0m×4.0m×5.5m（长×宽×高），块体上设置三层锚环，上层和下层锚环分别与拦污网上部和下部锚链连接，中间锚环与首尾浮标通过锚链连接。

图2 防波堤断面图水下锚碇块体布置在明渠中，A型块体与上部浮标对应布置，间距25.0m，通过锚链与浮标连接成整体；B型块体设置在A型块体两侧，与A型块体间距6.25m，通过锚链与上部拦污网连接。

锚碇块体为预制混凝土结构，块体断面为梯形，A型块体上部宽2.5m，下部宽4.3m，高2.5m，块体沿断面长度为4.5m；B型块体上部宽1.8m，下部宽3.6m，高2.5m，块体沿断面长度为2.5m，沿拦污网轴线方向共设置13个锚碇块体。

为方便船舶进出，在靠近东防波堤侧设置两个过船墩，过船墩顶标高6.5m，内侧间距15.0m。

每个过船墩有两个混凝土方块组成，方块尺寸为6.0m×5.0m×5.5m（长×宽×高），方块上设置与拦污网相接的锚固设施。

混凝土方块下设置10~100kg抛石基床，基床顶标高-4.5m，基床座落在强风化岩上。

图3 过船墩断面图一图4 过船墩断面图二三、水利计算取水明渠口门区域海底高程-7.6m（56黄海高程），此标高由电厂运行低水位控制，一、二、三期工程夏季循环取水量为402m3/s，取水明渠总长约1,800m，底宽80~120m，渠底标高-7.0~-8.0m。

备淤深度1.0m，渠底过水底标高为-6.0~-7.0m。

在取水明渠内设置拦污网，以拦截海上漂浮物进入明渠。

拦污网采用金属网，网目尺寸120mm×120mm，网线直径5mm。

拦污网拦截水下1m 处的污物，污物面积占过水面积的70%。

（下转第123页）第2期 屈秦川：新疆某油田防洪系统工程总体布置探讨 123三、泄洪通道改扩建工程布置方案经项目区实际踏勘，确定作业区西侧下泄洪水通道至泄洪区末端灌水渠道段只有一孔涵洞可作为泄洪通道，且淤积严重，现状散流情况下已经对下游的灌区输水渠道渠堤产生了旋流破坏，将来油田区防洪工程建成后防洪堤A线集中泄流洪水情况下会加大破坏力度，末端将会产生滞洪区，必定会对末端渠道、耕地产生破坏，应对洪水通道进行扩建工程设计或滞洪区工程设计，避免洪水对下游渠道、耕地等农业设施产生破坏，引起损失、赔偿责任纠纷。

经验算，现有涵洞最大下泄能力为16.45m3/s，而A线防洪堤下泄洪峰流量为42.80m3/s，涵洞下泄能力无法满足工程需求，并且泄洪涵洞后侧紧接一条1.492km排洪渠，最终投入总泄洪通道。

因此，本次采用改扩建涵洞方案解决汛期顺利泄洪问题。

泄洪通道改扩建工程包括：泄洪通道沿线布设的疏导工程，即格宾石笼顺坝3处（总长度0.71km）；下游长度0.872km导流堤衬砌加固；泄洪通道与灌溉渠道交叉处交通桥一座、渡槽一座；扩建下游泄洪土渠1.492km等。

具体平面布置如下：格宾石笼布设：通过A线防洪堤将山前洪水导入天然洪沟顺势下泄，沿途有较大汊流处分别布设格宾石笼顺坝进行导流，保障主流河势的稳定。

本次洪沟沿线间断设置3处格宾石笼顺坝，总长度约0.71km。

具体位置根据现场实际汊流位置进行调整。

泄洪通道与灌溉渠道交叉处改扩建工程布设：（1）灌溉渠道上游现有导流堤为土堤，本次考虑洪水集中下泄后土堤抗冲刷能力不满足设计要求，需对现有土堤进行护坡衬砌加固，加固长度约0.872km。

（2）现有一座涵洞无法满足泄洪要求，并且项目区洪水泥沙含量较大，现有灌溉渠道沿线设置涵洞普遍存在淤积现象，因此考虑将涵洞段渠道改造为渡槽，不仅可以扩大泄洪能力，而且可以扩大下部泄洪净空，为将来泥沙淤积留有余地，避免淤积堵塞问题。

考虑渠道的交通要求，因此本次与渡槽并排设计一座交通桥，保障渠道交通需求。

（3）下游泄洪渠扩建工程布设：尽量维持原渠线，减少占用耕地、机耕道，依据泄洪能力要求进行清淤扩建。

四、结语在油田防洪系统工程总体布置方案设计中，应该根据现场实际情况，因地制宜、合理布置防洪工程，不仅要合理选择防洪堤线，还要充分考虑洪水的下泄通道，统筹兼顾防洪系统的布置方案，对于类似防洪系统工程的布置方案具有一定的借鉴意义。

参考文献[1] 《防洪标准》（GB50201-94）[S]．北京：中国计划出版社．[2] 《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）[S]．北京：中国水利水电出版社．[3] 《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）[S]．北京：中国水利水电出版社．[4] 《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303-2004）[S]．北京：中国水利水电出版社．（上接第121页）当拦污网上有污物时，取水明渠过水断面将减小。