核电站电源系统
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核电厂控制棒驱动机构电源系统研究发布时间:2021-10-25T08:39:19.489Z 来源:《科学与技术》2021年第16期作者:雷哲[导读] 核电厂控制棒驱动机构电源系统雷哲(深圳中广核工程设计有限公司电气所广东省深圳市)摘要:核电厂控制棒驱动机构电源系统(以下简称:棒电源系统)给堆芯控制棒驱动机构线圈提供电源,该电源系统要求具有极高的可靠性,即使在厂用电的任何暂态扰动下也要确保供电的连续性和电能质量。
目前国内在役和在建的核电机组的棒电源系统可以分为静止式和旋转式两大类,其中静止式又可以分为静止交流式和静止直流式。
本文分析了不同形式电源系统的系统构成、运行方式和特点,提出静止直流式系统结构简单可靠,节省设备、空间和投资,维护工作量小,值得后续核电项目的借鉴和推广。
关键词:棒电源系统;旋转式;静止式RESEARCH ON CONTROL ROD DRIVEN MECHANISM POWER SYSTEM OF NUCLEAR POWER PLANT Zhe LeiAbstract: The control rod driven mechanism (CRDM) power system of nuclear power plant (NPP) is used to energize the coils of CRDM in the reactor core. The power system requires high reliability, even in the case of transient disturbance of NPP power system. The CRDM power systems of domestic NPP, including those in service and under construction, are sorted by two type: stationary type and rotational type. This article analyzes different type of CRDM power system from the aspect of system structure, operation pattern etc. The author proposes to adopt stationary type in the upcoming NPP due to its simple structure, reliability, low cost and low maintenance. Keywords: CRDM power system; rotational type rotational; stationary type1引言核电厂反应堆控制棒分布于燃料组件的间隙中,一般按功能分为停堆控制棒、功率控制棒和温度控制棒。
核电厂中压配电系统五防配置论述摘要:可靠的厂用电系统是保障核电站安全运行的关键因素之一,该文将对其中压厂用电系统的电气五防配置做全面论述。
关键词:电气五防机械闭锁机械程序锁电气连锁目前核电得到迅速发展,其安全性也越来越受到民众的关注。
在核电站的设计、建造、及运行等阶段安全始终是放在首位的,而厂用电系统的可靠性是保证其安全运行的关键因素之一。
完备的电气五防配置是保证供电系统可靠运行的关键。
为此某核电站设置了机械闭锁、程序锁、电气连锁和电磁锁等多种闭锁相结合的一套闭锁系统。
1 常用五防闭锁方式目前中压配电系统常用的闭锁方式有:机械闭锁、机械程序锁、电气联锁和电磁锁等。
机械闭锁是在开关柜的操作部位之间用互相制约和联动的机械机构来达到先后动作的闭锁要求。
其可实现随操作顺序的正确进行,自动地步步解锁。
在发生误操作时,能自动闭锁,阻止误操作的进行。
机械程序锁是用钥匙随操作程序传递或置换而达到先后开锁操作的要求。
其操作顺序与操作票中限定开锁条件的操作顺序一致,易为操作人员所接受,可靠性非常高。
电气闭锁及电磁锁是通过电气节点串接到开关的控制回路或电磁线圈的电磁机构,来实现闭锁功能,其操作方便,一般都是自动控制的,但其会导致控制回路复杂,增大故障率。
2 核电厂中压系统五防配置核电厂的中压配电系统设置有两路不同的电源,对于应急段还配有柴油发电机,可见其对供电系统的可靠性要求非常高。
但若盘柜本身出现故障,必然导致其所带负荷失去电源。
基于可靠性的特别要求,某核电厂采用了机械闭锁、程序锁、电气连锁和电磁锁等多种闭锁方式相结合的闭锁系统。
某核电厂中压配电设备采用的是厦门ABB的ZS1及ZVC两种型号的配电柜。
这些盘柜内部设置有比较完善的机械闭锁装置,再辅以电气连锁及电磁锁,单个柜子可以实现以下功能。
(1)只有当地刀和断路器(接触器)在分闸状态时,手车才能从试验位置移至工作位置;(2)断路器(接触器)只有在处于试验或工作位置时才能进行合闸操作,在中间位置时,合闸操作被闭锁;(3)地刀只有当断路器(接触器)在试验位置或拉出开关柜时才能合闸;(4)地刀闭合时,断路器(接触器)无法从试验位置移向工作位置。
沸水堆核电站工作原理引言:沸水堆核电站是一种常见的核能发电系统,其工作原理基于核裂变反应产生的热能转化为电能。
本文将介绍沸水堆核电站的工作原理,并详细阐述其各个组成部分的功能和相互作用。
一、核反应堆核反应堆是沸水堆核电站的核心部分,由燃料组件和反应堆压力容器组成。
燃料组件中通常使用铀-235等可裂变的核燃料,通过控制杆的升降来调节反应速率。
当反应堆启动后,裂变反应会产生大量热能。
二、工质循环系统工质循环系统负责将核反应堆中产生的热能转化为电能。
它由主循环系统、蒸汽发生器、高压涡轮机和凝汽器组成。
1. 主循环系统:主循环系统包括主泵和主冷却剂循环管道。
主泵将冷却剂(通常为水)从蒸汽发生器中抽出,通过核反应堆后再送回蒸汽发生器,形成循环。
2. 蒸汽发生器:蒸汽发生器是核反应堆和涡轮机之间的热交换装置。
冷却剂在核反应堆中被加热,然后通过蒸汽发生器中的管道传递热量给水,使其变为高温高压的蒸汽。
3. 高压涡轮机:高压涡轮机接收来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽,通过蒸汽的压力释放来推动涡轮旋转。
涡轮与发电机相连,将旋转动能转化为电能。
4. 凝汽器:凝汽器将已经推动涡轮旋转后的蒸汽冷却、凝结成水,然后再次回流到蒸汽发生器进行加热循环。
三、辅助系统沸水堆核电站还包括一系列辅助系统,以确保核反应堆的安全和正常运行。
1. 冷却系统:冷却系统通过各种冷却介质(如水或氢气)来控制核反应堆的温度,以防止过热和熔融。
2. 控制系统:控制系统负责监测和调节核反应堆中的核裂变过程,通过控制杆的升降来控制反应速率,以维持核反应的稳定性和安全性。
3. 安全系统:安全系统包括紧急关闭装置、备用电源和安全壳等,用于应对突发事故和保护核电站的安全。
结论:沸水堆核电站通过核反应堆、工质循环系统和辅助系统的相互配合,将核裂变反应产生的热能转化为电能。
核反应堆中的燃料组件裂变产生的热能被工质循环系统中的主循环系统、蒸汽发生器、高压涡轮机和凝汽器等组件转化为电能输出。
电力系统的各种组成
电力系统是由各种设备和组件组成的复杂系统,主要分为以下几
个组成部分:
1. 电源系统:包括火力发电厂、核电站、水电站等各种发电设备,其作用是转化能源为电能。
2. 输变电系统:由高压输电线路、变电站、配电站、变压器等设
备组成,其作用是将电能从发电厂输送到消费者。
3. 配电系统:由配电变压器、低压开关、保护装置等设备组成,
其作用是将高压电能转换为低压电能配送到各个用户。
4. 监测与控制系统:由自动化控制设备、计算机、通讯系统等组成,其作用是对电力系统进行实时监测、管理和控制。
5. 消费者端:包括各种家庭用电器、工业生产设备、商业建筑等,其作用是使用电力系统输出的电能。
综上所述,电力系统的各种组成部分相互协调合作,构成了一个
完整的能源供应和消费系统。
核反应堆控制棒驱动机构电源系统(RAM)设计分析控制棒驱动机构(CRDM)的电源系统(RAM)是针对CRDM设备的专用供电系统,用以控制反应堆堆芯的快速反应性。
本文以大亚湾核电站的CPR1000堆型为参考电站,重点介绍了RAM系统设计单元组成、RAM系统运行方式及失去电源后的故障分析,为RAM系统的设计优化或改进提供一定的理论参考依据。
标签:CRDM;电源系统;功能;故障分析1. 引言核反应堆控制棒驱动机构(以下简称CRDM)是反应堆控制和保护系统的伺服机构。
每台CRDM具有三个磁力线圈,这些线圈通过通断电流来完成钩爪的吸合及释放动作,从而达到带动控制棒组件在堆芯内上下运动的目的。
CRDM 是反应堆本体中唯一的动设备,其安全性和可靠性直接影响到反应堆的安全与运行。
CRDM的电源系统(RAM系统)是针对CRDM设备的专用供电系统,连接核岛380V交流母线和棒位指示与棒控系统(RGL);由于RAM系统关系到CRDM能否正確带动控制棒执行步进动作以及停堆落棒的功能,其重要性不言自明。
本文将以大亚湾核电站的CPR1000堆型为参考电站,进行RAM系统的组成、供电方式及失去电源的故障分析。
2. 厂内、外电源运行模式在核电厂机组正常运行时,由发电机组通过主变压器向超高压电网输送电力,并通过降压变压器向厂内用电设备供电。
在机组启动和停运时,由超高压电网向厂内用电设备供电。
在发电机出口母线失压,超高压电网向厂内供电失败,或厂用降压变压器故障时,由220KV后备电源经辅变向厂内用电设备供电。
在外电源全部断电或一回路失水事故时,由应急柴油发电机组向厂内应急设备供电。
6KV正常厂用配电系统向380V正常厂用配电装置母线供电。
每组LK*配电装置由一台额定容量为800KV A(或630KV A)的三相6.3/0.4KV干式变压器供电,干式变压器安装在柜子里,与相应的配电装置并列布置。
380V配电装置分为常规岛、核岛及两机组公用部分,核岛380V正常交流配电系统由LKA/B/C/D/E/J等组成,由LGC/D供电通过配电装置向核岛负荷供电。
广东岭澳核电站中压保安电源系统
赖加铭
【期刊名称】《广西电业》
【年(卷),期】2000(000)003
【摘要】@@ 1 前言rn岭澳核电站一期工程装机2900 MW,动力由两座输出功率为2905 MW的压水型核反应堆提供.该电站对厂用电源可靠性的要求较常规的火力发电厂高,设置了6.6 kV保安电源系统,为全厂的低压应急负载和核岛主要辅机正常运行和事故状态下对电源的要求提供了必要的保证.
【总页数】3页(P78-80)
【作者】赖加铭
【作者单位】广东火电工程总公司,广东广州市 510730
【正文语种】中文
【中图分类】TM623.4
【相关文献】
1.广东省发展和改革委员会广东省公安厅关于废止《广东省保安服务收费管理规定》的通告 [J], ;
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4.某火力发电机组事故保安电源系统优化 [J], 杨文
5.岭澳核电站水压试验泵电源系统国产化 [J],
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核电SBO设计方案1. 概述本文档旨在提供一个核电站设计中的重要组成部分 - 应急电源黑启动(SBO)的设计方案。
SBO是指在失去所有主要电源的情况下,能够保持核电站的关键系统正常运行并安全关闭核反应堆的能力。
本设计方案旨在确保核电站在发生意外情况时,能够安全稳定地进入关闭模式。
2. 设计目标•提供一个备用应急电源系统,以确保核电站在主要电源故障时能够持续供电。
•确保核电站的关键系统能够在失去主要电源的情况下正常运行,包括冷却系统、通风系统等。
•设计方案要满足安全标准,并具备足够的冗余和可靠性,以应对多种故障情况。
3. 设计原则•核电站的SBO设计应符合国际核电站设计和安全标准,并根据当地法规和环境要求进行调整。
•设计应具备足够的冗余性和安全间距,以防止单点故障导致SBO失效。
•设备选择应考虑可靠性、维护性和耐久性,以保证系统长期运行的可靠性。
•设计应充分考虑安全性和安全控制,并提供相应的安全系统和保护装置。
4. 设计方案4.1 SBO系统组成SBO系统由以下组件组成:•备用柴油发电机组:作为核电站在失去主要电源后的备用电源,能够为关键系统提供持续的电力供应。
•供电系统:包括电缆、开关、变压器等,用于将备用电源连接到关键系统。
•控制系统:用于监测和控制备用柴油发电机组的运行,并确保其在关键系统需要时可靠投入使用。
•安全系统:包括监测系统、报警系统和保护装置,用于检测和响应任何潜在的故障或异常情况。
•监控系统:用于监视关键系统和SBO系统的运行状态,并提供实时数据和报告。
4.2 设计考虑因素在设计核电站SBO系统时,需要考虑以下因素:•核电站的负载需求和额定功率:确定备用发电机组的容量,以满足核电站在主要电源故障时的电力需求。
•关键系统的需求和优先级:确定哪些系统是关键系统,以确保在失去主要电源时能够优先供电。
•可靠性和冗余性:选择足够可靠的设备,并确保在主要设备故障时备用设备能够顺利切换和投入使用。
核电站电源系统
编写:杜继伟
审查:刘光清
2007-2-12
-I-
目录
第1章核电站电源系统 (5)
1.1 核电站电源系统综述 (5)
1.2 6.6KV电源系统 (5)
1.2.1 6.6KV供电电源 (5)
1.2.2 机组正常运行时的6.6KV电源配置 (5)
1.2.3 6.6KV供电电源切换 (6)
1.2.4 6.6KV供电电源容量与使用要求 (6)
1.3 380V电源系统 (7)
1.3.1 0LHX柴油发电机 (7)
1.3.2 0LHY柴油发电机 (8)
1.3.3 0LHZ柴油发电机 (8)
1.4 蓄电池组 (9)
-IV-
第1章 核电站电源系统
1.1 核电站电源系统综述
核电站电源系统有26KV 电源系统、220KV 电源系统、500KV 电源系统、6.6KV 柴油机电源系统、380V 柴油机电源系统以及蓄电池电源,其中26KV 电源系统、220KV 电源系统、500KV 电源系统、6.6KV 柴油机电源系统和380V 柴油机电源系统为交流电源,而蓄电池电源为直流电源。
1.2 6.6KV 电源系统
岭澳核电站可以为6.6KV 母线供电的电源系统有26KV 电源系统、220KV 电源系统、500KV 电源系统和6.6KV 柴油机电源系统。
1.2.1 6.6KV 供电电源
核电站6.6KV 供电电源一共有四路:
1. 发电机→GSY 负荷开关→厂变A/B →所有6.6KV 母线供电。
2. LHP/LHQ/LHS 柴油机为LHA/LHB 母线供电。
3. 500KV 电网→GEW 超高压断路器→主变→厂变A/B →所有6.6KV 母线
供电。
4. LGR 可以为除了LGE 以外的所有6.6KV 母线供电。
其中,1、2路电源为内电源,3、4路电源为外电源。
核电站6.6供电线路图如下图所示:
风田
坪山GEX001AP 负荷开关GEV101/201/301TP 500KV 电网GEW -JA GEV 001TS GEV
002TS LGE001TB LGA001TB LGB001TB LGC001TB LGD001TB
9LHT003AR LHA001TB LHB001TB
LGE
001JA LGA 001JA LGB
001JA LGC 001JA LGD 001JA LGB 102JA LGC
102JA
0LGR 121JA
0LGR
221JA
9LGR
101JA 9LGR 201JA
0LGR001JS LHA 001JA LHA
002JA LHA 003JA LHB 001JA LHB 002JA
LHB 003JA LHP LHQ 9LGJ001TB
岭澳6.6KV 供电简图9LGI001TB
1.2.2 机组正常运行时的6.6KV 电源配置
机组正常运行时,由发电机→GSY 负荷开关→厂变A/B →为所有6.6KV 母线
供电;LGR由风岭线保持热备用,两台辅助变压器空载运行; LHA/B母线由LGB/C 供电,LHP/Q柴油机保持备用状态。
如上图所示,供电线路为蓝色表示线路有电,开关为蓝色表示接通,母线为红色表示母线带电。
1.2.3 6.6KV供电电源切换
机组正常运行时,所有6.6KV母线由发电机供电。
当机组停机大修时,随着汽轮发电机机组的停运,GSY负荷开关断开,所有6.6KV母线由主变经过超GEW高压断路器从500KV电网倒吸电供给。
当主变或辅变维修时,6.6KV母线供电由500KV电网切换至LGR,此时LGE母线无法供电,其他6.6KV母线均可以供电。
在LGD/LGA母线失电或LGD/LGA为LGC/LGB供电断路器LGC001JA/LGB001JA 故障情况下,LGC/LGB母线将自动由LGD/LGA切至LGR供电,下面以LGC母线为例介绍。
当出现如下信号之一时,LGC母线供电将自动切至LGR:
1.汽机跳闸并且两台超高压断路器均断开。
2.机组负荷开关或LGD母线进线断路器断开并且在LGC母线上出现低电压
(U<0.7Un超过1.2秒)。
3.LGC母线上出现低电压(U<0.7Un超过2.5秒)。
当LGC母线将自动由LGD切至LGR供电时,LGC由LGD进线开关LGC001JA 会自动断开,所以在供电转换之后,LGD母线将失电,此后可以根据负荷情况重新将LGC001JA合闸,由LGC母线为LGD母线供电。
在LGC/LGB母线失电或LGC/LGB为LHB/LHA供电断路器LHB001JA/LHA001JA 故障情况下,LHB/LHA母线失去供电,此时LHB/LHA母线将切换至LHQ/LHP或LHS 供电,以下以LHB为例介绍:
在出现以下情况时,LHQ/S柴油机自动启动:
1.LGB失去时间大于0.9秒(U≤0.7 Un)。
2.LHA失电时间大于0.9秒(U≤0.8Un)。
3.安注。
4.安全壳喷淋。
5.0GEW线路断路器断开同时LHA母线失去电压(U≤0.8Un)。
(注:在0LHS
顶替LHP/Q时,LHS柴油机没有此路自动启动信号)
柴油发电机LHQ/S启动并电压、频率符合要求,在LHB母线需要供电时便可为LHB母线供电。
如果LHA电气盘由LGB供电,且失电压持续7.9秒以上,自动电源切换程序便启动。
从初始失电压到电源从LGB切换到LHP,最多所需时间不超过12.4秒(001JA断开,002JA合上)。
从柴油发电机启动之时计算,若经20秒钟后,柴油发电机组LHP未准备好(电压,频率)或不可用,就出现永久失电;LHA 001 JA将保持在合闸位置,闭锁LHP02/03JA的自动合闸。
如果电气盘LHB由柴油发电机LHQ供电,失电压持续5秒以上,自动电源切换程序启动。
从初始失电压到电源从LHQ切换到LGC,最少需要6.5秒(002JA 断开,001JA合上)。
1.2.4 6.6KV供电电源容量与使用要求
厂用变压器A容量为68MV A,根据LGA/LGB/LGC/LGD/LGI所带负荷设计,设计时LHA/B母线负荷考虑了所有LHA/B母线下的负荷都运行的工况。
厂用变压器B容量为25MV A,根据为LGE所带负荷设计。
LGR每条线路设计容量为200MW,每台辅助变压器设计容量为200MW,设计上可使辅助设施在下列假定状态下运行:
1.一台停运机组的永久和应急辅助设施由LGR供电;
2.在正常运行的第二台机组发生故障和失去厂用负荷后,这台机组的永久
和应急辅助设施切换到仍在供给停运机组的辅助外电源上。
3.最后,第二台机组需要安全注射。
在机组换料维修的情况下,要实施厂用电由厂用变压器供电倒至LGR供电,此时根据技术规范要求,在以下情况下可以实施倒电:
1.在RCS或RCD模式,要求一路外电源可用,所以可以进行LGR倒电;
2.在NS/RRA模式下,要求三路电源可用,所以只要LHP和LHP都可用,
就可以进行倒电。
LHP/Q/S每列柴油机的设计容量为6.75MV A-5.4MW,可以保证对应母线下所有负荷运行。
1.3 380V电源系统
岭澳核电站380V电源系统有0LHX、0LHY和0LHZ柴油发电机。
1.3.10LHX柴油发电机
0LHX为0LLM和0LLN母线提供应急供电,即当0LLM或0LLN失电时,本系统自动启动向其供电。
0LLM供给GB、DG和TB/TC厂房应急照明,主开关站内设备提供380V交流电源、控制保护电源整流器供电,同时是以上负荷的不间断电源。
0LLN为9JPT(辅变和电锅炉消防),LGR开关、刀闸及风扇的动力电源、LGR125V电源整流器及TD厂房的照明供电,同时是以上负荷的不间断电源。
0LHX控制电源为0LCM。
当0LKQ / 0LKF之一失电,或者0LKQ / 0LKF同时失电时,经8秒延迟后,柴油发电机组将自动启动,当柴油发电机组的电压/频率正常后,0LKQ401/0LKF304断开,0LLM101/0LLN101闭合,柴油发电机向失电的配电盘0LLM或0LLN供电。
0LHX柴油发电机组接线简图如下图所示:
1.3.2 0LHY 柴油发电机
0LHY 为应急指挥中心(EM )
380V 供电母线0LLY 提供应急电源。
1.3.3 0LHZ 柴油发电机
0LHZ 为0LLZ 母线提供应急电源,0LLZ 为UA/UD 厂房应急照明、火警探测、保安楼通风、厂区通讯系统DTV 及KSC 车辆辐射监测仪供电。
0LHZ 的控制电源为0LCL 。
当探测到0LKL001TB 盘上失去电压后,经10秒延迟,柴油发电机组自动启动,柴油发电机组运行约5秒钟后,柴油发电机组的电压/频率正常,发出自动断开0LKL201开关的指令,断开0LKL201开关后,自动断开0LHZ002JA 并自动合上0LHZ003JA 开关。
0LHZ 柴油发电机组接线简图如下图所示:
9LGI B 001TB
1.4蓄电池组
直流系统所用的蓄电池为铅酸蓄电池,以浮充电方式运行。
正常运行时由充电器带负荷并保证蓄电池处于充满状态,蓄电池仅用于承担瞬时负荷峰值,当充电器电源断开后或切换过程中,由蓄电池供电。
蓄电池组可以直接向直流母线供电,也可以通过逆变器向交流母线供电,蓄电池容量应满足永久性负荷及暂时性开关操作负荷或事故直流电机驱动泵等一小时事故放电容量。
380V母线1
380V母线2
直流母线
负荷。