[b]1 附加柴油發(fā)電機(jī)的功能
[/b] 設(shè)置附加柴油發(fā)電機(jī)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(tái)正常應(yīng)急柴油機(jī)不可用時(shí),附加柴油發(fā)電機(jī)即可代替該不可用柴油機(jī),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(shí),正常應(yīng)急柴油機(jī)也不可用。此時(shí)可單獨(dú)啟動(dòng)附加柴油發(fā)電機(jī),并提供使核反應(yīng)堆安全停堆所必需的電源。
[b]2 附加柴油發(fā)電機(jī)主接線方式
[/b] 從核安全的角度來(lái)說(shuō),核電站每臺(tái)機(jī)組都設(shè)置有電氣上完全獨(dú)立的A、B兩個(gè)系列,而每個(gè)系列的1E級(jí)中壓母線又配置有一臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)作為該1E級(jí)中壓母線的應(yīng)急電源。一般來(lái)說(shuō)附加柴油機(jī)同時(shí)可以作為2臺(tái)機(jī)組、4臺(tái)機(jī)組和6臺(tái)機(jī)組的后備緊急備用電源,這主要取決于每個(gè)國(guó)家及地區(qū)
核電站的電氣配置。下面以2臺(tái)機(jī)組為例簡(jiǎn)述附加柴油機(jī)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(jī)出口經(jīng)過(guò)一個(gè)斷路器與中壓盤(pán)(CBSWG)相聯(lián),該中壓盤(pán)有5個(gè)出線,其中一個(gè)出線接觸器經(jīng)過(guò)6.6 kV/380 V 變壓器與廠內(nèi)380 V AC 電源通過(guò)電氣或機(jī)械連鎖后為柴油機(jī)附屬設(shè)備供電;另外4個(gè)出線經(jīng)鑰匙連鎖后(即同時(shí)只能有一路接同)分別與4條1E級(jí)中壓母線連接(1 LHA、1 LHB、2 LHA和2 LHB)。由于接線簡(jiǎn)單、操作方便,所以在國(guó)外的一些
核電站,如南非、韓國(guó)等,這種方式被廣泛采用。
圖1 附加柴油發(fā)電機(jī)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(guó))被廣泛采用。其主要原理是附加柴油發(fā)電機(jī)出口經(jīng)過(guò)一個(gè)中壓轉(zhuǎn)換盤(pán)(9 LHT 003 AR)中的連接片分別與4條1E級(jí)中壓母線連接,我國(guó)大亞灣
核電站目前也采用了這種接線方式。它的主要特點(diǎn)是為避免由于電氣連鎖而產(chǎn)生共模故障,對(duì)1E級(jí)系統(tǒng)提出了更高的要求,比如中壓轉(zhuǎn)換盤(pán)中的連接片確保了A、B系列上的設(shè)備在實(shí)體上的分離,斷路器在002 JA與003 JA倉(cāng)位之間的鑰匙連鎖(即二取一)確保了在應(yīng)急柴油機(jī)與附加柴油機(jī)之間不能同時(shí)供電(核安全上的要求)。
圖2 附加柴油發(fā)電機(jī)主接線圖二
[b]3 附加柴油機(jī)的供電模式
[/b] 一般來(lái)說(shuō)當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí),附加柴油機(jī)處于熱備用狀態(tài),與1E級(jí)中壓母線在電氣上是完全隔離的。如果發(fā)生任何一臺(tái)應(yīng)急柴油機(jī)故障,而且預(yù)計(jì)在72 h內(nèi)(當(dāng)?shù)睾税踩忠?guī)定的,這個(gè)時(shí)間包括機(jī)組的停機(jī)時(shí)間)難以修復(fù),則與該故障應(yīng)急柴油機(jī)所聯(lián)接的1E級(jí)中壓母線即被切換到附加柴油機(jī)上,同時(shí)執(zhí)行故障應(yīng)急柴油機(jī)的所有功能,比如在 LOP、LOP+SI、LOP+SI+HHCP 情況下的自啟動(dòng)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(jī)承擔(dān)非常重要的后備保護(hù)作用。
[b]4 附加柴油機(jī)的試驗(yàn)方法
[/b] 由于附加柴油機(jī)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(jī)故障、SBO)可用,需定期進(jìn)行試驗(yàn)以驗(yàn)證其可用性。
目前世界上各國(guó)或地區(qū)核電站由于附加柴油機(jī)主接線方式不同,所以試驗(yàn)方法、試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)周期各有不同,但基本上都要做啟動(dòng)試驗(yàn)、低功率試驗(yàn)和滿功率試驗(yàn)。現(xiàn)以韓國(guó)
核電站為例作一介紹。
如圖1所示,韓國(guó)
核電站附加柴油機(jī)的試驗(yàn)回路與供電回路完全一樣,每個(gè)月進(jìn)行一次100%Pr與廠內(nèi)電源并網(wǎng)試驗(yàn),大修期間進(jìn)行啟動(dòng)及50%Pr與廠外電源并網(wǎng)試驗(yàn)。在試驗(yàn)期間正常應(yīng)急柴油機(jī)處于備用狀態(tài)。該試驗(yàn)方法的主要特點(diǎn)是:從運(yùn)行的角度來(lái)說(shuō)便于操作,能真實(shí)地模擬柴油機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況;從安全的角度來(lái)看,通過(guò)電氣連鎖,使正常應(yīng)急柴油機(jī)只有在探測(cè)到1E級(jí)中壓母線失電時(shí)才會(huì)自啟動(dòng)。
另外一種試驗(yàn)方法是用一個(gè)純電阻裝置來(lái)作為附加柴油機(jī)的試驗(yàn)負(fù)荷,如圖2所示。由于試驗(yàn)回路與供電回路是相互獨(dú)立的,試驗(yàn)時(shí)并不影響機(jī)組的正常運(yùn)行,也不需設(shè)置專(zhuān)門(mén)的并網(wǎng)裝置,因此風(fēng)險(xiǎn)較小,在法國(guó)的
核電站中被廣泛采用。但該方案只能考驗(yàn)柴油機(jī)帶載能力,不能真實(shí)模擬柴油機(jī)接入系統(tǒng)后的實(shí)際運(yùn)行情況及驗(yàn)證其勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。只有通過(guò)在試驗(yàn)負(fù)荷裝置中增加電抗等設(shè)備才能使該試驗(yàn)方法更加完善。
[b]5 附加柴油機(jī)馬達(dá)控制中心
[/b] 附加柴油機(jī)馬達(dá)控制中心主要供電負(fù)荷是柴油機(jī)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(lái)自廠內(nèi)公用中壓配電盤(pán)(如南非核電站,圖1所示)或兩路來(lái)自兩個(gè)機(jī)組A列應(yīng)急低壓配電盤(pán)(如臺(tái)灣
核電站,圖3所示)。
圖3 附加柴油發(fā)電機(jī)主接線圖三
以上這兩種供電接線方式,當(dāng)柴油機(jī)啟動(dòng)后,馬達(dá)控制中心(MCC)即由柴油發(fā)電機(jī)自供電,既可保證在備用情況下,柴油機(jī)某些附屬設(shè)備(如預(yù)熱系統(tǒng)、預(yù)潤(rùn)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(duì)供電電源連續(xù)性的要求。筆者認(rèn)為后一種方法相對(duì)前一種方法來(lái)說(shuō)安全性能更高一些。
[b]6 結(jié)束語(yǔ)
[/b] 設(shè)置附加柴油機(jī),既是核電站核安全性能的要求,也是國(guó)際原子能組織及各國(guó)核安全局衡量核電站安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)。為了與國(guó)際慣例接軌,早日達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平,廣東核電合營(yíng)有限公司已經(jīng)決定增設(shè)附加柴油機(jī),作為大亞灣核電站1、2號(hào)機(jī),嶺澳核電站1、2號(hào)機(jī)公用后備應(yīng)急電源。筆者認(rèn)為這不但是對(duì)
核電發(fā)展更高境界的追求,也是對(duì)人類(lèi)和平利用原子能一種負(fù)責(zé)的態(tài)度。
7 附錄
名詞解釋?zhuān)?
a) LOP(loss of power):失去交流電源。
b) SI(safety injection):安注信號(hào)。
c) HHCP(high high containment pressure):反應(yīng)堆壓力殼壓力高-高。
d) MCC(motor control center):馬達(dá)控制中心。
e) 1E級(jí):系統(tǒng)或設(shè)備與核安全相關(guān)。
f) 1LHP、1LHQ、2LHP、2LHQ:應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)。
g) DG(diesel generator):應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)。
h) MV(medium voltage):中壓。
i) CBSWG(circuit breaker switchgear):斷路器切換盤(pán)。
j) NPS(normal power supply):正常廠內(nèi)外中壓供電電源。
k) 1LGB、ALGC、2LGB、2LGC:正常廠內(nèi)外中壓供電電源。
l) 1LHA、1LHB、2LHA、2LHB:應(yīng)急中壓母線。
m) Pr:額定功率。■