《電子技術(shù)應(yīng)用》
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附加柴油發(fā)電機在核電站中的應(yīng)用
摘要: 從核安全的角度來說,,核電站每臺機組都設(shè)置有電氣上完全獨立的A,、B兩個系列,,而每個系列的1E級中壓母線又配置有一臺應(yīng)急柴油發(fā)電機作為該1E級中壓母線的應(yīng)急電源。一般來說附加柴油機同時可以作為2臺機組,、4臺機組和6臺機組的后備緊急備用電源,這主要取決于每個國家及地區(qū)核電站的電氣配置,。下面以2臺機組為例簡述附加柴油機的主接線方式,。
Abstract:
Key words :

1附加柴油發(fā)電機" title="柴油發(fā)電機">柴油發(fā)電機的功能

  設(shè)置附加柴油發(fā)電機主要是為了使其具有以下功能:
  a) 替換功能。當(dāng)電站中任何一臺正常應(yīng)急柴油機不可用時,,附加柴油發(fā)電機即可代替該不可用柴油機,,并執(zhí)行其所有功能。
  b) 抵抗全廠失電(station black-out SBO)功能,。所謂全廠失電是指電站在失去廠內(nèi),、廠外電源的同時,正常應(yīng)急柴油機也不可用,。此時可單獨啟動附加柴油發(fā)電機,,并提供使核反應(yīng)堆安全停堆所必需的電源。

2附加柴油發(fā)電機主接線方式

  從核安全" title="核安全">核安全的角度來說,,核電站每臺機組都設(shè)置有電氣上完全獨立的A,、B兩個系列,而每個系列的1E級中壓" title="中壓">中壓母線又配置有一臺應(yīng)急柴油發(fā)電機作為該1E級中壓母線的應(yīng)急電源" title="應(yīng)急電源">應(yīng)急電源,。一般來說附加柴油機同時可以作為2臺機組,、4臺機組和6臺機組的后備緊急備用電源" title="備用電源">備用電源,這主要取決于每個國家及地區(qū)核電站的電氣配置,。下面以2臺機組為例簡述附加柴油機的主接線方式,。

  2.1 方式一
  如圖1所示,這種主接線的原理是附加柴油發(fā)電機出口經(jīng)過一個斷路器與中壓盤(CBSWG)相聯(lián),,該中壓盤有5個出線,,其中一個出線接觸器經(jīng)過6.6 kV/380 V 變壓器與廠內(nèi)380 V AC 電源通過電氣或機械連鎖后為柴油機附屬設(shè)備供電;另外4個出線經(jīng)鑰匙連鎖后(即同時只能有一路接同)分別與4條1E級中壓母線連接(1 LHA,、1 LHB,、2 LHA和2 LHB)。由于接線簡單,、操作方便,,所以在國外的一些核電站,如南非、韓國等,,這種方式被廣泛采用,。

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圖1 附加柴油發(fā)電機主接線圖一

  2.2 方式二
  如圖2所示,這種主接線方式在900 MW 的壓水堆核電站(如法國)被廣泛采用,。其主要原理是附加柴油發(fā)電機出口經(jīng)過一個中壓轉(zhuǎn)換盤(9 LHT 003 AR)中的連接片分別與4條1E級中壓母線連接,,我國大亞灣核電站目前也采用了這種接線方式。它的主要特點是為避免由于電氣連鎖而產(chǎn)生共模故障,,對1E級系統(tǒng)提出了更高的要求,,比如中壓轉(zhuǎn)換盤中的連接片確保了A、B系列上的設(shè)備在實體上的分離,,斷路器在002 JA與003 JA倉位之間的鑰匙連鎖(即二取一)確保了在應(yīng)急柴油機與附加柴油機之間不能同時供電(核安全上的要求),。

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圖2 附加柴油發(fā)電機主接線圖二

 

3附加柴油機的供電模式

  一般來說當(dāng)機組正常運行時,附加柴油機處于熱備用狀態(tài),,與1E級中壓母線在電氣上是完全隔離的,。如果發(fā)生任何一臺應(yīng)急柴油機故障,而且預(yù)計在72 h內(nèi)(當(dāng)?shù)睾税踩忠?guī)定的,,這個時間包括機組的停機時間)難以修復(fù),,則與該故障應(yīng)急柴油機所聯(lián)接的1E級中壓母線即被切換到附加柴油機上,同時執(zhí)行故障應(yīng)急柴油機的所有功能,,比如在 LOP,、LOP+SI、LOP+SI+HHCP 情況下的自啟動及帶載能力,。另外如果發(fā)生全廠失電(SBO),,為確保核反應(yīng)堆安全停堆,附加柴油機承擔(dān)非常重要的后備保護作用,。

4附加柴油機的試驗方法

  由于附加柴油機在核電站中起著舉足輕重的作用,,為了確保其在緊急情況下(如應(yīng)急柴油機故障、SBO)可用,,需定期進行試驗以驗證其可用性,。
  目前世界上各國或地區(qū)核電站由于附加柴油機主接線方式不同,所以試驗方法,、試驗內(nèi)容和試驗周期各有不同,,但基本上都要做啟動試驗、低功率" title="低功率">低功率試驗和滿功率試驗?,F(xiàn)以韓國核電站為例作一介紹,。
  如圖1所示,韓國核電站附加柴油機的試驗回路與供電回路完全一樣,,每個月進行一次100%Pr與廠內(nèi)電源并網(wǎng)試驗,,大修期間進行啟動及50%Pr與廠外電源并網(wǎng)試驗,。在試驗期間正常應(yīng)急柴油機處于備用狀態(tài)。該試驗方法的主要特點是:從運行的角度來說便于操作,,能真實地模擬柴油機的實際運行情況,;從安全的角度來看,通過電氣連鎖,,使正常應(yīng)急柴油機只有在探測到1E級中壓母線失電時才會自啟動,。
  另外一種試驗方法是用一個純電阻裝置來作為附加柴油機的試驗負荷,,如圖2所示,。由于試驗回路與供電回路是相互獨立的,試驗時并不影響機組的正常運行,,也不需設(shè)置專門的并網(wǎng)裝置,,因此風(fēng)險較小,在法國的核電站中被廣泛采用,。但該方案只能考驗柴油機帶載能力,,不能真實模擬柴油機接入系統(tǒng)后的實際運行情況及驗證其勵磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。只有通過在試驗負荷裝置中增加電抗等設(shè)備才能使該試驗方法更加完善,。

5附加柴油機馬達控制中心

  附加柴油機馬達控制中心主要供電負荷是柴油機附屬設(shè)備,、消防系統(tǒng)、起吊設(shè)備,、48 V/125 V 直流電源和通風(fēng)空調(diào)等,。在正常備用情況下,其上端電源一般取自一路來自廠內(nèi)公用中壓配電盤(如南非核電站,,圖1所示)或兩路來自兩個機組A列應(yīng)急低壓配電盤(如臺灣核電站,,圖3所示)。

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圖3 附加柴油發(fā)電機主接線圖三

  以上這兩種供電接線方式,,當(dāng)柴油機啟動后,,馬達控制中心(MCC)即由柴油發(fā)電機自供電,既可保證在備用情況下,,柴油機某些附屬設(shè)備(如預(yù)熱系統(tǒng),、預(yù)潤滑系統(tǒng))的用電需要,又可滿足直流電源系統(tǒng),、通風(fēng)系統(tǒng)和消防系統(tǒng)對供電電源連續(xù)性的要求,。筆者認為后一種方法相對前一種方法來說安全性能更高一些。

6結(jié)束語

  設(shè)置附加柴油機,,既是核電站核安全性能的要求,,也是國際原子能組織及各國核安全局衡量核電站安全、可靠,、穩(wěn)定運行的一個重要指標(biāo),。為了與國際慣例接軌,,早日達到世界先進技術(shù)水平,廣東核電合營有限公司已經(jīng)決定增設(shè)附加柴油機,,作為大亞灣核電站1,、2號機,嶺澳核電站1,、2號機公用后備應(yīng)急電源,。筆者認為這不但是對核電發(fā)展更高境界的追求,也是對人類和平利用原子能一種負責(zé)的態(tài)度,。

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