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一种核电厂冷态功能试验的供电方法实施方式

2022/07/16246 作者:佚名
导读:在2012年4月前技术中,核电站进行冷态功能试验时要求两路电源可用,即主电源和辅助电源并用,或主电源和应急柴油机发电机并用。而《一种核电厂冷态功能试验的供电方法》是在主电源不可用的情况下,提供了一种新的冷态功能试验的供电方法,即使用辅助电源和应急柴油机供电来进行冷态功能试验。首先,在2012年4月前技术中,供电系统中的辅助电源在设计上由于只考虑启动1号主泵,没有考虑启动2号、3号主泵,因此,该发明

在2012年4月前技术中,核电站进行冷态功能试验时要求两路电源可用,即主电源和辅助电源并用,或主电源和应急柴油机发电机并用。而《一种核电厂冷态功能试验的供电方法》是在主电源不可用的情况下,提供了一种新的冷态功能试验的供电方法,即使用辅助电源和应急柴油机供电来进行冷态功能试验。首先,在2012年4月前技术中,供电系统中的辅助电源在设计上由于只考虑启动1号主泵,没有考虑启动2号、3号主泵,因此,该发明在仅使用辅助电源进行冷态功能试验时,必须解决的技术问题是:第一,采取那些措施能够运行三台主泵;第二,采取那些措施,使得安全上是否可接受。

结合图1、图2和图3,在该供电系统中,由高压开关站通过主变和降压变压器A、降压变压器B供厂用电的是主电源,在主电源可用时,其分别通过降压变压器A、降压变压器B及相应的配电盘为各个设备供电,这些设备包括1号主泵(RCP(Reactor Coolant system,反应堆冷却剂系统)001PO)、2号主泵(RCP002PO)、3号主泵(RCP003PO)、1号上充泵(RCV(Chemical and volume Control system,化学和容积控制系统)001PO)、2号上充泵(RCV001PO)、3号上充泵(RCV001PO)、设备冷却水系统(Component Cooling system,RRI)、重要厂用水系统(ESSENTIAL SERVICE WATER SYSTEM,SEC)、余热排出系统(Residual Heat Removal system,RRA)及仪控设备。其中,2号主泵和3号主泵设置在辅助电源的A列进线上的其中一个6.6千伏中压交流配电盘LGA上;1号主泵设置在辅助电源的B列进线上的其中一个6.6千伏中压交流配电盘LGD上。1号上充泵设置在A列进线上的6.6千伏中压交流应急配电盘LHA上;2号上充泵和3号上充泵设置在B列进线上的6.6千伏中压交流应急配电盘LHB上。且每列进线上的中压交流应急配电盘通过断路器连接相应列的中压交流配电盘。另外,每列进线上的中压交流应急配电盘上都向设备冷却水系统、重要厂用水系统、余热排出系统的6.6千伏水泵供电。每列进线上的低压交流配电盘(例如LLA、LLC、LLB、LLD等)向交流不间断电源盘(例如LNA、LNB、LNE、LNP等)和直流电源盘(例如,LCA、LCB等)供电,交流不间断电源盘和直流盘向仪控设备供电,且每列进线上的低压交流配电盘均通过断路器、变压器连接相应列进线上的中压交流应急配电盘。

下面具体说明在主电源不可用时如何使用辅助电源和应急柴油机来供电以进行冷态功能试验,首先说明的是,LGR(Auxiliary Power Supply system,辅助厂用电源)通过两个辅助变压器(001TA、002TA)及相应的配电盘为各个设备供电,该供电方法包括:

依次运行三个分别用于加热一回路及循环一回路流体的主泵,其中,2号主泵和3号主泵设置在辅助电源的A列进线上,1号主泵设置在所述辅助电源的B列进线上,并对与所运行的所述主泵在同一列进线上的设备进行负荷限制,以满足该列进线上的辅助变压器的容量要求和该列进线上的所述辅助变压器到相应的配电盘的电缆的电流限值的要求;

在所述辅助电源失电时,自动启动的其中一列进线上的柴油机带动相应列进线上的上充泵、设备冷却水系统、重要厂用水系统和余热排出系统,且所述柴油机为本列进线上的不间断电源供电和通过临时接线为另一列最重要的不间断电源供电,其中,1号上充泵设置在A列进线上,2号上充泵和3号设置在B列进线上,三个所述上充泵分别用于在冷态功能试验开始时向一回路充水,在冷态功能试验期间,向一回路加压,并通过上充下泄来平衡调节一回路的压力,同时向所述主泵提供轴封注入水。

在一个优选实施例中,该供电方法还包括:对每列进线上的辅助变压器到相应的中压交流配电盘的电缆的电流和温度进行检测,并判断电流和温度是否超过预设值。

在另一个优选实施例中,所述B列进线上的低压交流电源为水压试验泵供电,其中,所述低压交流电源通过变压器、断路器连接B列进线上的另一个中压交流配电盘(例如LGC)连接。另外,备用电源或临时柴油发电机还可同时为水压试验泵供电。

在再一个优选实施例中,当柴油机设置在A列进线上的中压交流应急配电盘上时,A列进线上的低压交流配电盘为A列的交流不间断电源供电,A列的交流不间断电源为A列的仪控设备供电;A列进线上的低压交流配电盘通过临时接线为B列进线上的最重要的交流不间断电源(例如LNP)供电,从而为B列上的部分仪控设备供电,其中,A列进线上的低压交流配电盘通过变压器、断路器连接A列进线上的中压交流应急配电盘。还应当使B列48伏直流供电的化学和容积控制系统的下泄安全壳外侧隔离阀(RCV010VP)保持现场手动强制开启。

当柴油机设置在B列进线上的中压交流应急配电盘上,B列进线上的低压交流配电盘上为B列的交流不间断电源供电,B列的交流不间断电源为B列的仪控设备供电;B列进线上的低压交流配电盘通过临时接线为A列的交流不间断电源供电,从而为A列的仪控设备供电,其中,B列进线上的低压交流配电盘通过变压器、断路器连接B列进线上的中压交流应急配电盘。同时,对A列48伏直流配电盘供电进行负荷限制。

下面具体说明以上供电方法:辅助电源供电负荷是否足够,关键是主泵能够启动(需说明的是,因主泵供电负荷远大于其他设备,如上充泵、设备冷却水系统、重要厂用水系统、余热排出系统及仪控设备的供电负荷,因此此处考虑这些设备供电的情况下,还能够启动主泵),冷态功能试验期间,需要启动主泵对回路加热,同时进行主泵功能试验。在余热排出系统连接一回路加热时,为使一回路温度均匀,需要依次运行三台主泵。由于设计上没有考虑启动主泵,所以LGR(辅助电源)通过LGB(中压交流配电盘)向LGA(中压交流配电盘)供电启动2号主泵或3号主泵时,必须通过负荷限制,以满足辅变容量和电缆容量的要求,因此,必须进行负荷分析与限制,采取措施,使得对A列进线上的设备进行限荷后,辅变容量和辅助电源LGR到中压交流配电盘LGB的电缆电流都能满足启动一台主泵的要求。同样地,在启动1号主泵时,对B列进线上的设备进行限荷,使辅变容量和辅助电源LGR到中压交流配电盘LGC的电缆电流都能满足启动一台主泵的要求。经过负荷限制后,在满足厂用电供给情况下,启动一台主泵,辅变容量和辅助电源到中压交流配电盘LGB/LGC电缆电流都能满足要求,从用电容量上来说,可以进行冷试。

按照冷态功能试验调试程序要求,两路电源可用以确保上充泵的应急启动,如果辅助电源失去,柴油机应急启动并带上上充泵,保证主泵轴封注入,维持一回路压力,保证设备的安全。

当应急柴油机LHP设置在A列进线上的中压交流应急配电盘LHA时,此时,B列进线上的应急柴油机LHQ不可用。当辅变失电时,A列进线上的应急柴油机自动启动以给A列进线上的中压交流应急配电盘LHA供电,中压交流应急配电盘LHA为低压交流配电盘LLA、LLC供电,进而向A列进线上的直流盘LAA、LBA、LCA等供电,A列直流盘仍可永久运行。由于A列进线上的直流盘仍能正常运行,分别由其供电的不间断电源LNE、LNG将能继续永久运行,由LLA和LLC供电的变压器为不间断电源LNA、LNC供电,因此不会失电。因此,当辅变失电时,A列进线上的应急柴油机自动启动后,A列直流盘及220伏不间断电源均能继续永久工作,对安全级DCS(KCS)A列机柜没有影响。非安全级DCS(KCP)A列机柜(机柜内设置有仪控设备)由A列进线上的交流不间断电源LNE和LNG供电,或者由A列进线上的交流不间断电源LNE、LNA供电,它们都不会失电继续工作,对电厂控制功能基本没有影响。

当辅变失电时,由于B列应急柴油机不可用,B列进线上的中压交流应急配电盘LHB失电,B列进线上的直流盘LBB、LCB、LBP及220伏不间断电源LNP、LNH、LNB、LND失去交流供电,当蓄电池耗尽后,它们将先后失去,所采取措施如下:

a)交流不间断电源LNB和LND

再结合图4,B列进线上的交流不间断电源LNB、LND(图中仅示出了LNB)可通过9LLS(Hydrotest Purbin generator set,水压试验泵汽轮发电机组)再供电。在给9LLS加临时电源时,同时考虑可给交流不间断电源LNB、LND再供电。在LNB、LND蓄电池耗尽前,手动把LNB、LND变压器的供电转至9LLS供电,再手动把逆变器切到变压器供电。

b)交流不间断电源LNP和LNH

交流不间断电源LNP和LNH为安全级DCS(KCS)和非安全级(KCP)B列机柜供电,它们在KCS/KCP供电上是互为冗余的,但交流不间断电源LNP供电用户更多(主要是电站计算机和控制系统KIC、现场仪表)。结合图5,2012年4月前失电分析没有考虑两个220伏不间断电源同时失电,考虑将交流不间断电源LNP的变压器由原来的A列进线上的非应急低压交流电源LKD供电,临时接到A列进线上的应急低压交流配电盘LLA上供电,这样,当辅变失电时,交流不间断电源LNP可通过A列进线上的柴油机供电,不会失电。交流不间断电源LNH不考虑再供电,当交流不间断电源LNH失电时,由交流不间断电源LNH供电的机柜失去冗余电源,可由交流不间断电源LNP供电继续运行,对DCS及电厂控制功能基本没有影响。

c)48伏直流盘LCB

48伏直流盘LCB的失去对冷试的影响会主要如下:RCV010VP(化学和容积控制系统的下泄安全壳外侧隔离阀)阀门关闭,连锁引起RCV003/007/008/009VP关闭,下泄管线不可用;上充阀RCV050VP失去控制保持原位(但RCV048VP可用);RCV250VP关闭,过剩下泄管线不可用。RIS124VP(水压试验超压保护阀门)无法自动开启,使超压保护功能失去。为防止RCV010VP阀门关闭造成下泄管线不可用,试验期间,用手轮强制开启RCV010VP,因下泄有多道阀门,RCV010VP手动开启并不会增加风险,从而克服因LCB因蓄电池耗光而失电带来的风险。因48伏直流盘LCB不会立即失电,在上充下泄隔离期间,使用过剩下泄,RCV250VP开启,有足够时间退回到上充下投运。对于RIS124VP,水压试验期间要求172巴以上,要求派一名操作员到RIS124VP就地,与主控建立直通电话,防止超压保护拒动。如在172巴以下,失去辅变,应立即派人到RIS124VP就地,直到RRA连接。因此,通过给交流不间断电源LNB、LND增加再供电、将交流不间断电源LNP的变压器由原来的低压交流380伏配电盘LKD供电,临时接到A列的中压交流应急配电盘上及把RCV010VP用手轮开启等措施后,风险是可控的。

当应急柴油机LHQ设置在B列进线上的中压交流应急配电盘LHB时,此时,A列进线上的应急柴油机LHP不可用。当辅变失电时,由于A列柴油机LHP不可用,A列进线上的中压交流应急配电盘LHA失电,A列进线上的直流盘LAA、LBA、LCA、220伏交流不间断电源LNE、LNG、LNA、LNC失去交流供电,当蓄电池耗尽后,它们将先后失去,采取措施如下:

a)交流不间断电源LNA和LNC

结合图6,设计上交流不间断电源LNA、LNC可通过9LLS(仅示出了LNA)再供电,在给9LLS加临时电源时,同时考虑可给交流不间断电源LNA、LNC再供电。在交流不间断电源LNA、LNC的蓄电池耗尽前,手动把交流不间断电源LNA、LNC变压器的供电转至9LLS供电,再手动把逆变器切到变压器供电。

b)交流不间断电源LNE和LNG

交流不间断电源LNE和LNG为安全级DCS(KCS)和非安全级(KCP)A列机柜供电,它们在KCS/KCP供电上是互为冗余的,但LNE供电用户更多(主要是KIC、现场仪表)。2012年4月前失电分析没有考虑两个220伏不间断电源同时失电,但A列进线上的230伏直流配电盘LAA可由原来的B列进线上的非应急低压交流电源LKE供电,临时接到B列进线上的应急低压交流配电盘LLB上供电(图6),这样,当辅变失电时,直流配电盘LAA可通过B列进线上的柴油机供电,不会失电,从而保障A列进线上交流不间断电源LNE也不会失电。应说明的是,A列进线上的230伏直流盘LAA向A列进线上交流不间断电源LNE供电,如果A列进线上的230伏直流盘LAA仅蓄电池能够维持供电时间大于6小时,则可以不考虑供电修改。另外,A列进线上交流不间断电源LNG不考虑再供电,当A列进线上交流不间断电源LNG失电时,由A列进线上交流不间断电源LNG供电的机柜失去冗余电源,可由A列进线上交流不间断电源LNE供电继续运行,对DCS及电厂控制功能基本没有影响。

c)48伏配电盘LCA

为延长在交流失电后A列进线上的直流48伏配电盘LCA运行时间,A列进线上的直流48伏配电盘LCA在冷试期间进行节电运行。按A列进线上的直流48伏配电盘LCA节电运行负荷限制,使得在冷试期间A列进线上的直流48伏配电盘LCA上游失去交流电后,A列进线上的直流48伏配电盘LCA蓄电池能维持供电大于6小时。

下面说明当应急柴油机LHQ设置在B列进线上的中压交流应急配电盘LHB时B列仪控电源的供电情况。当辅变失电时,应急柴油机LHQ自动启动给B列进线上的中压交流应急配电盘LHB供电,并向B列进线上的直流盘LBB、LCB供交流供电,B列直流盘仍可永久运行。由于B列进线上的直流盘LBB仍能正常运行,分别由其供电的B列进线上的不间断电源LNH、LNP将能继续永久运行,B列进线上的不间断电源LNB、LND由B列中压交流应急配电盘上的LLB和LLD供电的变压器供电,不会失电。因此,当辅变失电时,应急柴油机LHQ自动启动后,B列进线上的直流盘及220伏不间断电源均能继续永久工作,对安全级DCS(KCS)B列机柜没有影响。保守考虑,失电后6小时将机组退到卸压状态。因此,在蓄电池耗尽之前,有足够时间退到卸压状态。

因此,通过给LNA、LNC增加再供电、将LAA的变压器由原来的LKE供电,临时接到B列的低压交流配电盘来供电及对LCA进行节电运行,风险是可控的。

综上,使用《一种核电厂冷态功能试验的供电方法》的供电方法进行冷态功能试验,在主电源不可用的情况下,使核电工程建设的进度基本不受影响,同时保证试验和设备的安全。

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