反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路的制作方法

本实用新型涉及核电站乏燃料水池的电气系统，特别是涉及一种反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路。

背景技术：

反应堆和乏燃料水池冷却水处理系统(PTR系统)的冷却回路包括冷却水泵，在核电厂大修期间，主电源停电，冷却水泵转而采用备用电源供电。在反应堆和乏燃料水池冷却水处理系统进行换料操作时，若备用电源出现故障，容易导致冷却水泵无法正常工作，进而使乏池水温升高过多，造成核电厂一级LOE事故。

以上可得，核电厂反应堆乏燃料水池的冷却水泵存在供电可靠性不高的缺陷。

技术实现要素：

基于此，有必要针对冷却水泵在大修期间供电可靠性不高的问题，提供一种反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路。

一种反应堆乏燃料水池冷却水泵电源供电电路，包括：

核级供电线，用于为冷却水泵提供第一路电源；

第一非核级供电线，用于为冷却水泵提供第二路电源；

第二非核级供电线，用于为冷却水泵提供第三路电源；

切换装置，设置在核级供电线、第一非核级供电线和第二非核级供电线上，用于控制核级供电线的导通或关断；以及用于控制第一非核级供电线的导通或关断；还用于控制第二非核级供电线的导通或关断。

在其中一个实施例中，切换装置包括第一断路器和第二断路器；

第一断路器设置在第一非核级供电线上，用于控制第一非核级供电线的导通或关断；

第二断路器设置在第二非核级供电线上，用于控制第二非核级供电线的导通或关断。

在其中一个实施例中，第一断路器和第二断路器位于核电厂大修再供电接线箱内。

在其中一个实施例中，第二非核级供电线包括第一、二供电线路；第一、二供电线路分别为同一机组内两个冷却水泵提供第三路电源；

切换装置还用于控制第一供电线路的导通或关断，还用于控制第二供电线路的导通或关断。

在其中一个实施例中，切换装置包括第三断路器、第四断路器和第五断路器；

第三断路器设置在第一、二供电线路的共用线路上；第四断路器设置在第一供电线路上且不位于共用线路上；第五断路器设置在第二供电线路上且不位与共用线路上。

在其中一个实施例中，第三、四、五断路器位于核电厂循环水泵大修再供电后备电源切换箱内。

在其中一个实施例中，核级供电线由核电厂6.0kV交流应急配电系统供电。

在其中一个实施例中，第一非核级供电线由核电厂6.0kV交流正常配电系统供电。

在其中一个实施例中，第二非核级供电线由共用和厂区6.0kV交流配电系统供电。

在其中一个实施例中，还包括母联断路器，串联在不同列的共用和厂区6.0kV交流配电系统的供电母线之间。

本实施例的反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路，在第一路电源被人为断电时(大修期间)，或第一路电源故障时，第二、三路电源皆可为冷却水泵供电，从而提高了冷却水泵160的供电可靠性。

附图说明

图1为一实施例中反应堆乏燃料水池冷却水泵电源供电原理框图；

图2为另一实施例中反应堆乏燃料水池冷却水泵电源供电原理框图；

图3为一实施例中反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路具体连接图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种装置和/或电源等，但这些装置和电源不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个装置与另一个装置区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一断路器称为第二断路器，且类似地，可将第二断路器称为第一断路器。第一断路器和第二断路器两者都是断路器，但其不是同一断路器。

以下以某核电厂1号机组A列循环系统中一号泵的供电电路为例说明各实施例的反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路。可以理解，在其他与该一号泵类似的冷却泵的供电技术中，也可以采用该反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路以解决冷却水泵供电可靠性不高的问题。

如图1所示，一种反应堆乏燃料水池冷却水泵电源供电电路，包括：核级供电线A、第一非核级供电线B、第二非核级供电线C和切换装置120。

核级供电线A用于将核级电源142提供的电能传送至循环冷却水泵160，以驱动循环冷却水泵160工作；第一非核级电源输出线B用于将第一非核级电源144提供的电能传送至循环冷却水泵160；第二非核级电源输出线C用于将第二非核级电源146提供的电能传送至循环冷却水泵160。切换装置120设置在线路A、线路B和线路C上，用于线路A的导通或关断；以及用于控制线路B的导通或关断；还用于控制线路C的导通或关断。

其中，切换装置120与冷却水泵160之间可以分别通过A、B、C三根线缆连接，也可以将A、B、C三根线缆合并为一根公共线缆，通过该公共线缆实现切换装置120与冷却水泵160的连接，图1中所示的是采用一根公共线缆的方案。

线路A包括使电源142向冷却水泵160输送电能过程中所需的电缆线路；线路B包括使电源144向冷却水泵160输送电能中所需的电缆线路；线路C包括使电源146向冷却水泵160输送电能中所需的电缆线路。需要说明的是，线路A、B、C可以相互独立，也可以在部分线路上A、B、C共用一条公共电缆，还可以在部分线路段上线路B、C共用一条公共电缆等。

切换装置120可包括多个开关，该开关具体可以是断路器，通过单独设置在线路C上的断路器的开合可控制线路C的导通或关断，通过设置在线路B、C共用的公共线缆上的断路器的开合，可同时控制线路B、C的导通和关断。短路器的开合可以人为控制也可以采用计算机系统自动控制。

本实施例的反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路，在第一路电源被人为断电时(大修期间)，或第一路电源故障时，第二、三路电源皆可为冷却水泵160供电，从而提高了冷却水泵160的供电可靠性。

具体地，上述供电电路实现PTR泵的三电源切换供电的灵活供电方式，解决了原有的双电源供电不可靠缺陷。对核电站发燃料水池的供电可靠性提升有很大的帮助，同时在双泵三电源的可靠运行的方式下，还可以实现大修冷却性能提升，解决换料过程中的水温上升问题。可以节省或缩短大修换料工期，为电站创造大修段工期价值。

如图2所示，在一个实施例中，切换装置120包括第一断路器220和第二断路器240。第一断路器220设置在第一非核级供电线B上，用于控制第一非核级供电线B的导通或关断；第二断路器240设置在第二非核级供电线C上，用于控制第二非核级供电线C的导通或关断。切换装置120还可以包括位于线路A上的断路器260，断路器260用于控制线路A的导通和关断。

其中，第一、二断路器可以是油浸式、真空式和空气式断路器等，操作第一、二断路器的方式可以是电动操作、储能操作和手动操作等。第一断路器和第二断路器可以采用同样的灭弧介质也可以采用不同的灭弧介质。第一断路器和第二断路器可以采用同样的操作方式也可以采用不同的操作方式。

本实施例的反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路，通过断路器260切断第一路电源供电，转而采用第二路电源供电。在第二路电源故障或其他情况下，进而控制第二断路器220切断第二路电源，并通过第三断路器240连通第三路电源供电。即通过多个断路器实现三路电源之间的切换，提高了冷却水泵160供电的可靠性。

图3为反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路具体连接图。

在一个实施例中，如图3所示，第一断路器220和第二断路器240位于核电厂大修再供电接线箱310内，接线箱310具体可以为LRT028/029CR接线箱。接线箱310设置于核电厂某设备房间内，安装接线箱310时需核实房间的空间大小，若空间足够，则可以原地替换接线箱310，若空间不够，则需要将部分设备进行移位，以满足接线箱310在安装过程中对容置空间的要求。

核级电源142包括变压器320，变压器320的正常供电电源可以取自核级配电盘LLI001TB，由安全级电源LHA的母线供电。

在一个实施例中，核级电源142可以包括核电厂6.0kV交流应急配电系统(LH*)，相应地，核级供电线A由核电厂6.0kV交流应急配电系统供电。

在一个实施例中，核级电源142可以包括核电厂6.0kV交流应急配电系统A系列(LHA)，则核级供电线A由核电厂6.0kV交流应急配电系统A系列供电。

例如，1号泵(PTR001PO)和2号泵(PTR002PO)对应的正常供电电源(即核级电源142)，分别取自核级配电盘LLI001TB和LLO001TB，由安全级电源LHA和LHB母线供电。在正常情况下，机组LHA/LHB的电源来自于本机组的LGB/LGC，LGB/LGC可由厂变和辅变供电。当主电网失电时，将由辅变为其供电。当主电网与辅变电源都失去时，可由本机组的应急柴油发电机组为其供电。当本机组发生全厂失电的情况下，可通过LHT将本机组的LHA/LHB与相邻机组的应急柴油发电机相连，也可用第五台柴油机为其供电。通过LHT，还可与另一个机组的LGB/LGC相连。极端情况下，LHA/LHB还可由移动应急柴油发电机组供电。

第一非核级电源144包括变压器340，变压器340可采用核电厂6.0kV交流正常配电系统(LG*)供电，则第一非核级供电线B由核电厂6.0kV交流正常配电系统供电。

在一个实施例中，变压器340的供电电源可以取自核电厂6.0kV交流正常配电系统D(LGD)，则第一非核级供电线B由核电厂6.0kV交流正常配电系统D供电。线路B包括LKB供电母线，LKB作为非核级配电盘正常情况下由本机组的LGD供电，LGD的电源来自厂用变A。当主电网失电或主变压器检修时，LGD可由辅变经LGC(图中未示出)供电。因此，当主电网和辅变电源都失去时，LKA/LKB失电，线路B失电。故第一非核级电源144在主电网和辅变电源都失电时，将无法为循环水泵160提供电能。若冷却水泵160停止工作，如不进行干预将致使乏燃料池温度明显升高或乏燃料冷却剂液位明显下降，发生核电厂1级LOE事故。

为提高冷却水泵160供电电源的可靠性，进一步通过线路C将第二非核级电源146接入冷却水泵160的供电电路中。

第二非核级电源146包括变压器360，变压器360的供电电源可来自“共用和厂区6.0kV交流配电系统”(LGI*)，则第二非核级电源输出线C由共用和厂区6.0kV交流配电系统供电。

在一个实施例中，变压器360的供电电源可来自共用和厂区6.0kV交流配电系统的A列系统(LGIA)，则第二非核级电源输出线C由共用和厂区6.0kV交流配电系统的A列系统供电。

由于线路C的电源来自1号机A列的“共用和厂区6.0KV交流配电系统”(LGIA系统)，LGIA系统的供电来源较为多样。例如，变压器360的电源来自9LGIA(某LGIA系统)，9LGIA可由厂用变A经1LGD-1LGC供电。当主电网失电或主变压器检修时，9LGIA还可由辅变经1LGC供电。故采用LGIA电源供电来源多样，可以提高冷却水泵160的供电可靠性。

本实施例的反应堆乏燃料水池冷却水泵供电电路，通过线路C引入LGIA电源，从而为冷却水泵160新增了第三路电源，提高了冷却水泵160供电电源的可靠性。

在一个实施例中，还包括母联断路器390，串联在A列的共用和厂区6.0kV交流配电系统(LGIA)的供电母线与B列的共用和厂区6.0kV交流配电系统(LGIB)之间。具体地，母联断路器390串联在9LKK和9LKN母线之间，9LKK母线经变压器360由LGIA供电，9LKN母线经变压器380由LGIB供电。

本实施例的反应堆乏燃料水池冷却水泵电源供电电路，当主电网和辅变电源都失去时，9LGIA仍可由9LGIB供电，9LGIB的电源来自2号机厂用变A。若9LGIA故障，9LKK仍可由9LKN经母联断路器390供电，9LKN的电源来自9LGIB。因此LKK虽为非核级配电盘，电源可靠性较低，但其取电方式多样，供电有足够保障，作为LKA/LKB的后备可有效减小PTR循环冷却泵长时间失电的可能性。

在一个实施例中，第二非核级供电线包括第一供电线路C、第二供电线路C’；第一供电线路C为A列机组的1号冷却水泵160提供第三路电源，、第二供电线路C’为2号冷却水泵(图中未示出)提供第三路电源。切换装置用于控制第一供电线路C的导通或关断，还用于控制第二供电线路C’的导通或关断。第二非核级供电线还包括预留的第三供电线路C”可为将来新增的6号冷却水泵提供第三路电源。

本实施例中的反应堆乏燃料水池冷却水泵电源供电电路，通过切换装置为同一机组内不同列的冷却水泵提供第三路电源，提高了A、B列冷却水泵的供电可靠性。

在一个实施例中，切换装置包括第三断路器372、第四断路器374、第五断路器376。图3中断路器374与断路器240属于同一断路器，在其他实施例中可分别为不同的断路器。

其中，第三断路器372设置在线路C和线路C’的公共线路上，第二非核级电源146输出的电能需通过第三断路器372传输至线路C和线路C’对应的冷却水泵。第四断路器374仅设置在线路C上且不位于线路C和C’的公共线路上。第五断路器376仅设置在线路C’上且不位于线路C和C’的公共线路上。

当第三断路器372和第四断路器374连通，且第五断路器376断开时，第二非核级电源146通过线路C为A列机组的1号冷却水泵160提供第三路电源。当第三断路器372和第五断路器376连通，且第四断路器374断开时，第二非核级电源146转而通过线路C’为A列机组的2号冷却水泵(图中未示出)提供第三路电源。进一步地，切换装置还可以包括断路器378，在断路器372、378连通，且断路器374、376断开时，转而通过线路C”向6号泵供电。同理，2号机组上也可相应地设置相关结构，例如，图中供电线路D、D’、D”分别对应2号机中的三台冷却水泵，其上设置相应的断路器。

本实施例中的反应堆乏燃料水池冷却水泵电源供电电路，通过设置第三、四、五断路器，实现第二非核级电源146与1号机组中不同列的冷却水泵之间的连接，从而通过线路切换，为不同的冷却水泵提供第三路电源，增加了核电厂内多个冷却水泵的供电可靠性。

在一个实施例中，第三断路器372、四断路器374、五断路器376位于核电厂循环水泵大修再供电后备电源切换箱内。具体可以包括9LRT300CR接线箱。9LRT300CR接线箱设置于核电厂某设备房间内，安装接线箱310时需核实房间的空间大小，若空间足够，则可以原地替换接线箱310，若空间不够，则需要将部分设备进行移位，以满足接线箱310在安装过程中对容置空间的要求。

以上可得，原有的供电方式对于单个冷却水泵来说，是双电源的供电方式，正常运行过程中，使用核级LL*电源供电，当大修期间主电源核级电源停电检修，于此同时，乏燃料水池正在进行大修更为关键的燃料更换工作，源源不断的旧燃料插入到乏燃料水池中，导致反燃料水池需要可靠的冷却，才能保证水温不至于快速上升，才能保证大修换料工作正常开展，但此时的冷却水泵采用的备用电源LK*系统电源，此系统电源为常规供电电源，电源可靠性不高，随时可能因为系统故障导致冷却水泵失去电源，失去冷却水泵的反燃料水池因为失去冷却水温会快速上升，因此大修不得不中止，等待乏燃料水池冷却水泵电源故障恢复后才能继续开展换料工作。

通过本实施例的反应堆乏燃料水池冷却水泵电源供电电路，实现PTR泵的三电源切换供电的灵活供电方式，解决了原有的双电源供电不可靠缺陷。对核电站发燃料水池的供电可靠性提升有很大的帮助，同时在双泵三电源的可靠运行的方式下，还可以实现大修冷却性能提升，解决换料过程中的水温上升问题。可以节省或缩短大修换料工期，为电站创造大修段工期价值。当大修期间主电源检修，切换到备用电源，冷却水泵可以正常工作，当冷却水泵备用电源失去，可以切换到第三路电源，由第三路相邻运行机组电源供电，相邻运行机组电源可以有效确保在大修机组全部电源失去情况下实现相邻机组主变、辅变、柴油的等多种方式的有效保证第三路电源的可靠供电。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。