核反应堆系统用的电力管理的制作方法
【专利说明】核反应堆系统用的电力管理技术背景
[0001]本公开描述了核反应堆系统用的电力系统。
[0002]背景
[0003]核反应堆系统用的电力系统可以在多种约束条件下被设计并且运行。例如，可能存在与电力系统相关联的安全性相关的管理要求，电力系统例如为直流(DC)供电系统。此夕卜，可能存在对电源，的类型和结构相关的符合标准，例如用作电源的电池。举例来说，只有某些电池类型可以“合格”的(例如，满足那些诸如在IEEE Std 308-2001，3.7节，通过RGl.32批注下限定的“IE”规划的管理要求，其限定出对于紧急反应堆关闭、安全壳隔离，反应堆芯冷却以及安全壳和反应堆热去除来说必不可少的电子设备和系统的安全等级，或者那些另外的在防止放射性物质大量泄漏到环境方面必不可少的)，以为特定的子系统提供电力。此外，特定核反应堆设计的设计和建造还可能约束电力系统的设计和运行。例如，模块化的反应堆设计(例如，多个，更小容量的核反应堆)还约束电力系统。
[0004]此外，由于大量的资本以及与电力来源和支持所述来源的基础建筑相关的运行和维护成本使得核电站的商业可行性被压缩。因此，需要对核电站的电力系统进行改进。
[0005]概述
[0006]在一个宽泛的实施例中，核电站的电力分配系统包括至少一个主交流(AC)电源；核电站的多个核反应堆系统的第一多个交流负载，每个所述第一多个交流负载包括基于来自主交流电源的电力损失配置成故障自趋到安全位置的多个核反应堆系统的关键电力负载；电耦合到所述至少一个主交流电源，所述第一多个交流负载，以及包括一个或多个不符合标准电池电源的第一交流电力总线；多个核反应堆系统的第二多个交流负载，每个所述第二多个交流负载包括多个核反应堆系统的非关键电力负载；以及电耦合到所述至少一个主交流电源，所述第二多个交流负载，以及包括一个或多个符合标准电池电源的第二交流电力总线。
[0007]在与宽泛实施例可结合的第一方面中，所述第一多个交流负载包括特设安全设施(ESF)电力负载。
[0008]在与任何前述方面可结合的第二方面中，所述第一关键电池系统的一个或多个不符合标准电池电源包括阀控式密封铅酸(VRLA)电池。
[0009]在与任何前述方面可结合的第三方面中，第二多个交流负载包括主动事故后监测(PAM)电力负载和共用电力负载。
[0010]在与任何前述方面可结合的第四方面中，所述一个或多个符合标准电池电源包括透气式铅酸(VLA)电池。
[0011]在与任何前述方面可结合的第五方面中，所述非关键电池系统包括电耦合到第二交流电力总线的第一通道的第一电池列(battery trains);以及电親合到所述第二电力总线的第二通道的第二电池列，第一和第二电池列中每一个均包括一个或多个包含有VLA电池的符合标准电池电源。
[0012]与任何前述方面可结合的第六方面进一步包括同时电耦合到所述第二交流电力总线的第一和第二通道的第三电池列，所述第三电池列包括一个或多个包含有VLA电池的符合标准电池电源。
[0013]在与任何前述方面可结合的第七方面中，第一关键电池系统的大小确定为基于来自主交流电源的电力损失向所述第一多个交流负荷提供交流电流大约24小时。
[0014]在与任何前述方面结合的第八方面，所述非关键电池系统的大小确定为基于来自主交流电源的电力损失向所述第二多个交流负载提供交流电流大约72小时。
[0015]与任何前述方面可结合的第九方面进一步包括电耦合到主交流电源，所述第一多个交流负载，以及包括一个或多个不符合标准电池电源的第三交流电力总线。
[0016]在与任何前述方面可结合的第十方面中，每个核动力系统包括被动冷却的模块化的核反应堆。
[0017]在另一个宽泛的实施例中，用于为核电站提供电力的方法包括提供至少一个主交流(AC)电源；提供核电站的多个核反应堆系统的第一多个交流负载，每个所述第一多个交流负载包括基于来自主交流电源的电力损失配置成故障自趋到安全位置的多个核反应堆系统的关键电力负荷；将第一交流电力总线电耦合到主交流电源，所述第一多个交流负载，以及包括一个或多个不符合标准电池电源的第一关键电池系统；提供多个核反应堆系统的第二多个交流负载，每个所述第二多个交流负载包括多个核反应堆系统的非关键电力负荷；并且将第二交流电力总线电耦合到所述第二多个交流负载以及包括一个或多个符合标准电池电源的非关键电池系统。
[0018]在与该宽泛的实施例可结合的第一方面，所述第一多个交流负载包括特设安全设施(ESF)电力负荷。
[0019]在与任何前述方面结合的可第二方面中，所述第一关键电池系统的所述一个或多个不符合标准电池电源包括阀控式密封铅酸(VRLA)电池。
[0020]在与任何前述方面可结合的第三方面中，所述第二多个交流负载包括主动事故后监测(PAM)电力负载和共用电力负载。
[0021]在与任何前述方面结合的第四方面中，所述一个或多个不符合标准电池电源包括透气式铅酸(VLA)电池。
[0022]与任何前述方面可结合的第五方面进一步包括将非关键电池系统的第一电池列电耦合到所述第二交流电力总线的第一通道；并且将所述非关键电池系统的第二电池列电耦合到所述第二交流电力总线的第二通道，第一和第二电池列中每一个均包括一个或多个包含VLA电池的符合标准电池电源。
[0023]与任何前述方面可结合的第六方面进一步包括将非关键型电池系统的第三电池列同时电耦合到第二交流电力总线的第一和第二通道，所述第三电池列包括一个或多个包含有VLA电池的符合标准电池电源。
[0024]与任何前述方面可结合的第七方面进一步包括将第一关键电池系统的大小确定为基于来自所述主交流电源的电力损失以向所述第一多个交流负载提供交流电流大约24小时。
[0025]与任何前述方面可结合的第八方面进一步包括将非关键电池系统的大小确定为基于来自所述主交流电源的电力损失而向所述第二多个交流负载提供交流电流大约72小时。
[0026]与任何前述方面可结合的第九方面进一步包括将第三电力总线电耦合到主交流电源，所述第一多个交流负载，以及包括一个或多个不符合标准电池电源的第二关键电池系统。
[0027]与任何前述方面可结合的第十方面进一步包括检测来自所述至少一个主交流电源的主交流电力损失；调整所述第一多个交流负载的至少一部分到它们各自的安全位置；通过所述第一交流电力总线从一个或多个不符合标准电池电源向部分的所述第一多个交流负载提供交流电流；以及通过所述第二交流电力总线从所述一个或多个符合标准电池电源向所述第二多个交流负载提供交流电流。
[0028]与任何前述方面可结合的第十一方面进一步包括检测来自于所述至少一个主交流电源的主交流电力的恢复；通过所述第一交流电力总线从所述至少一个主交流电源向部分的所述第一多个交流负载提供交流电流；以及通过所述第二交流电力总线从所述至少一个主交流电源向所述第二多个交流负载提供交流电流。
[0029]在另一个宽泛的实施例中，核动力装置的电力系统包括配置成电耦合到多个核动力系统的多个特设安全设施(ESF)负载的主动交流(AC)电力总线，每个所述的ESF负载配置成基于主交流电力损失故障自趋到安全位置；关键电池系统电耦合到所述主动交流总线，所述关键电池系统包括多个阀控式封闭铅酸(VRLA)电池；以及电耦合到所述主动交流总线的主交流电源。
[0030]与所述总体实施例可结合的第一方面进一步包括配置成电耦合到多个核动力系统的多个包括主动事故后监测(PAM)电力负载和共用电力负载的共用交流电力总线；以及电耦合到所述共用电力总线被动电池系统，所述被动电池系统包括一个或多个透气式铅酸(VRLA)电池。
[0031]在与任何前述方面可结合的第二方面中，所述关键电池系统包括所述多个VRLA电池的第一部分和所述多个VRLA电池的第二部分。
[0032]在与任何前述方面可结合的第三方面中，多个VRLA电池的第一和第二部分的每一个部分通过各自的开关独立地电耦合到所述主动交流电力总线。
[0033]根据本公开的用于核反应堆系统的电力系统的各种实施例包括下面的一个，一些，或者全部的特征。例如，标准的IE电池(例如，透气式铅酸(VLA)类型电池)的维护成本(例如，与更换，测试以及其它相关的)可以被显著地降低。此外，与采购和存储这些标准IE电池相关的成本也可会显著地降低。作为另一个实例，通过减少一些标准IE电池(例如，使用阀控铅酸(VRLA)电池代替VLA电池)可以减少空间需求。同样，在一些使用被动冷却的模块化核反应堆系统中，基于交流和直流电力的全部