一种核电站非能动系统相关的应急供电系统及供电方法
【专利摘要】本发明提供了一种核电站非能动系统相关的应急供电系统及方法。核电厂非能动系统相关的部分阀门、主控室的应急照明和事故后的DCS机柜需要应急电源供电，应急供电系统根据供电负荷分为A、B系列，每个系列的直流部分由两台充电器和一组蓄电池及一组直流配电柜构成，交流部分由逆变器和调压变压器构成。当全厂断电事故发生后，直流系统蓄电池放电并保持为负荷供电。在此期间，SBO柴油机起动，为其中一台充电器开始供电，充电器在带负荷的同时为蓄电池组充电。这种供电方案，充分保证了在核电厂发生严重事故时，如果需要起动非能动的安全设施，其非能动及相关系统的电源至少在72小时内可用，消除了福岛事故中柴油机失电后的隐患。
【专利说明】一种核电站非能动系统相关的应急供电系统及供电方法
【技术领域】
[0001]本发明属于核电站系统供电设计，具体涉及一种核电站非能动系统相关的应急供电系统及供电方法。
【背景技术】
[0002]现有的二代核电厂，在全厂断电情况下直流应急供电系统为负荷提供I小时供电,蓄电池放电I小时后,负荷将失去直流电源。根据日本福岛事故后,核安全局对提高核安全的要求，我们自主研发的三代核电设计有事故后72小时内响应的非能动系统。为保证其动作和监测功能，向非能动系统供电的应急供电系统应在72小时内保持供电。非能动系统包括堆腔注水冷却系统、二次侧非能动余热排出系统和非能动安全壳热量导出系统，这些系统的相关设备主要包括电磁阀和电动阀，同时，为方便运行人员监控，主控室应急照明及事故后需要运行的DCS机柜，也应在应急供电的情况下维持72小时内可用，所以需要设计应急供电系统为这些负荷供电。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种核电站非能动系统相关的应急供电系统及供电方法，解决核电站非能动设备的供电问题，提高核电站的安全性。
[0004]本发明的技术方案如下:一种核电站非能动系统相关的应急供电系统，根据供电负荷分为互为冗余的A、B系列，每个系列由直流部分和交流部分构成，直流部分包括两台充电器、一组蓄电池以及一组直流配电柜，交流部分包括逆变器、调压变压器、静态开关和交流配电柜；直流部分的两台充电器和一组蓄电池分别与直流配电柜相连接，直流配电柜与交流部分的逆变器相连接，逆变器和调压变压器分别通过静态开关与交流配电柜相连接。
[0005]进一步，如上所述的核电站非能动系统相关的应急供电系统，其中，所述的两台充电器中的一台与核电站内应急380V交流电源相连接，另一台与SBO柴油机(全厂断电时起动的附加柴油机)供电的380V交流电源相连接。
[0006]进一步，如上所述的核电站非能动系统相关的应急供电系统，其中，所述的调压变压器与380V交流配电盘相连接。
[0007]—种采用上述核电站非能动系统相关的应急供电系统所进行的供电方法，正常情况下，一台充电器由核电站内应急380V交流电源供电，该充电器带负荷运行的同时为蓄电池组充电；
[0008]当全厂断电事故发生后，蓄电池组放电至少72小时为负荷供电；在蓄电池放电期间，SBO柴油机起动，为另一台充电器开始供电，该充电器带负荷运行的同时为蓄电池组充电，逆变器作为一个直流负荷在72小时内不断电；在逆变器发生故障的情况下，静态开关自动切换到调压变压器上，保证交流负荷不间断供电。
[0009]本发明的有益效果如下:[0010]I)本发明提供了一种核电站非能动系统相关的应急供电方法，解决了核电站非能动设备在全厂失电情况下至少72小时内的供电问题，提高了核电站的安全性。
[0011]2)本发明将负荷供电的电压等级统一为直流220V和交流220V，优化了非能动供电系统的设计方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的应急供电系统一个供电系列的原理图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0014]如图1所示，本发明所提供的核电站非能动系统相关的应急供电系统根据供电负荷分为A、B系列。此处的A、B系列即为核电站主工艺中所述的A、B系列，是指整个核电站从交流电源到直流电源到负荷的冗余设计，B系列完全是A系列的冗余，A系列发生故障，不影响B系列完成核安全功能。即两套设备执行安全功能，一套故障，另一套不受影响，继续执行功能。故本发明的应急供电系统也设有两套，与整个核电站的A、B系列配套。
[0015]每个系列由直流部分和交流部分构成，直流部分由两台充电器1、2和一组蓄电池3及一组直流配电柜4构成，交流部分由逆变器5和调压变压器6、静态开关7和交流配电柜8构成。直流部分的两台充电器1、2和一组蓄电池3分别与直流配电柜4相连接，直流配电柜4与交流部分的逆变器5相连接，逆变器5和调压变压器6分别通过静态开关7与交流配电柜8相连接。两台充电器中的一台充电器I与核电站内应急380V交流电源10相连接，另一台充电器2与SBO柴油机(全厂断电时起动的附加柴油机)供电的380V交流电源11相连接。
[0016]本发明针对上述系统设计的应急供电方法如下:
[0017]正常情况下，一台充电器由核电站内的带柴油机的380V电源供电，充电器带负荷运行的同时为蓄电池组充电。
[0018]当全厂断电事故发生后，蓄电池组放电至少72小时为负荷供电。在蓄电池放电期间，SBO柴油机起动，为其中另一台充电器开始供电，该充电器带负荷运行的同时为蓄电池组充电，所以在发生全厂断电事故时，非能动的直流负荷在至少72小时内不会断电，逆变器作为一个直流负荷也不会在72小时内断电。
[0019]如果逆变器发生故障，静态开关可以自动切换到调压变器上，保证交流负荷的不间断供电。
[0020]采用A、B系列的冗余设计，充分保证了在核电厂发生严重事故时，如果需要起动非能动的安全设施，其非能动及相关系统的电源至少在72小时内可用，消除了福岛事故中应急柴油机失效后的隐患。
[0021]需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种核电站非能动系统相关的应急供电系统,其特征在于:根据供电负荷分为互为冗余的A、B系列，每个系列由直流部分和交流部分构成，直流部分包括两台充电器(1、2)、一组蓄电池(3)以及一组直流配电柜(4)，交流部分包括逆变器(5)、调压变压器(6)、静态开关(7)和交流配电柜(8);直流部分的两台充电器(1、2)和一组蓄电池(3)分别与直流配电柜(4)相连接，直流配电柜(4)与交流部分的逆变器(5)相连接，逆变器(5)和调压变压器(6)分别通过静态开关(7)与交流配电柜(8)相连接。
2.如权利要求1所述的核电站非能动系统相关的应急供电系统，其特征在于:所述的两台充电器中的一台充电器(I)与核电站内应急380V交流电源(10)相连接，另一台充电器(2 )与SBO柴油机供电的380V交流电源(11)相连接。
3.如权利要求1或2所述的核电站非能动系统相关的应急供电系统，其特征在于:所述的调压变压器(6 )与380V交流配电盘(9 )相连接。
4.一种采用权利要求1所述核电站非能动系统相关的应急供电系统所进行的供电方法，其特征在于:正常情况下，一台充电器由核电站内应急380V交流电源供电，该充电器带负荷运行的同时为蓄电池组充电； 当全厂断电事故发生后，蓄电池组放电至少72小时为负荷供电；在蓄电池放电期间，SBO柴油机起动，为另一台充电器开始供电，该充电器带负荷运行的同时为蓄电池组充电，逆变器作为一个直流负荷在72小时内不断电； 在逆变器发生故障的情况下，静态开关自动切换到调压变压器上，保证交流负荷不间断供电。
【文档编号】H02J9/06GK103441567SQ201310332816
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】姜庆水, 窦慧元, 王贵, 齐索妮 申请人:中国核电工程有限公司