一种电源系统及延伸运行方法与流程

本发明属于供电领域，具体涉及一种电源系统及延伸运行方法。

背景技术：

1、全场失电是核电厂可能发生的一种极端工况，极端的外部灾害及设备故障问题可能导致核电厂全场失电和丧失全部冷源，最终发生堆芯损毁的严重事故，给人民生命和环境带来灾难性后果。所以，核电厂的设计和运行要极力保证诸如全场失电等极端工况下的核安全。确保全场失电等极端工况下的核安全，根本问题是电源问题，应确保事故下缓解事故后果所需的安全设备的电力供给。通常，核电厂设置应急柴油发电机组作为正常电源失去时的应急电源，而后备柴油发电机组、专用蓄电池组以及移动柴油发电机组作为应对全场失电的后备电源。

2、但是，上述柴油发电机组是一种通过内燃机技术，把燃油化学能转换为热能并通过旋转机械做功的方式实现发电，在实际运行、维护可用性方面存在如下不足：1)系统运行可靠性相对不高：由于系统结构复杂，影响系统可用性的因素较多，可能受外部灾害、部件故障等影响，出现无法启动、无法带载等方面的问题，从而影响电源可靠性，进而影响核电站安全；2)响应能力不足：由于柴油发电机组启动需要一定的程序和步骤，导致接到启动指令后，通常需要一定的时间才能正常输出电力并逐步带载，对核电站安全设计带来挑战和压力。3)维持柴油发电机组正常运行的系统庞大，结构复杂，维护麻烦且成本高；4)厂区内存储的燃料有限，且燃油成本高。

3、实际上，在发生诸如海啸等外部灾害导致的外部电源失电时，伴随的柴油发电机组失效是很可能发生的。在全场失电工况下，柴油发电机组失效后，仅剩蓄电池组电源可以使用，用以维持核电厂包括仪控系统在内的少数负荷供电，使得运行人员能够持续地监测和控制反应堆状态。但是，蓄电池组容量受限，在设计上一般仅具备有限时间(典型如2小时)的持续供电能力，即使一些核电厂通过配备高能蓄电池组等形式对蓄电池容量进行了扩充，也仅能对供电时长进行有限的延伸，蓄电池耗尽仍是不可避免的，在蓄电池耗尽后，整个核电厂将失去全部交流和直流电源，对核电厂的监测和控制手段完全丧失，将不可避免发生严重的事故后果，对人、社会和环境带来极大威胁。

技术实现思路

1、为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种电源系统和延伸运行方法，其能不依赖外部电源对蓄电池供电。

2、本发明是通过以下方案实现的：

3、一种电源系统，包括：

4、热电转换装置，安装在堆芯余热排出管线，用于利用堆芯余热进行发电；

5、电源管理装置，与所述热电转换装置连接，用于对所述热电转换装置发电所得到的电脑进行管理；

6、蓄电池，与所述电源管理装置或充电电源连接，用于为负荷供电。

7、作为本发明的进一步改进，本发明还包括：静态转换开关，所述电源管理装置及充电电源通过所述静态转换开关与所述蓄电池连接。

8、作为本发明的进一步改进，所述热电转换装置包括：散热部件、热电转换部件和集热部件；

9、所述集热部件套设在余热排出管线的外表面，所述热电转换部件紧贴所述集热部件设置，所述散热部件位于所述热电转换部件远离所述集热部件的另一侧。

10、作为本发明的进一步改进，所述热电转换部件包括：若干热电转换材料；若干所述热电转换材料串联后再并联构成所述热电转换部件。

11、作为本发明的进一步改进，所述电源管理装置包括：

12、升压单元，与所述热电转换装置连接，用于对电能进行升压处理。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：设置了热电转换装置，基于电站自身废热排放实现对蓄电池的自供电，可以极大地提高蓄电池的供电能力，确保核电站的安全运行。

14、此外，本发明还提供了一种延伸运行方法，应用于上述的电源系统，包括步骤：

15、针对发生事故电厂，依据事故发展进行对事故划分为若干个阶段；

16、在不同的阶段中，确定电厂所需要保留的功能；

17、根据需要保留的功能确定保留负荷；

18、根据确定保留负荷确定负荷的切除方式。

19、作为本发明的进一步改进，所述所需要保留的功能包括：当前事故状态下控制机组状态所需的功能、当前事故状态下监测机组状态所需的功能、系统运行状态参数监测、核事故应急涉及的参数监测、监测电源状态所需的参数监测、恢复送电所需的功能、主控室居留相关功能。

20、作为本发明的进一步改进，所述根据需要保留的功能确定保留负荷的步骤，包括：

21、针对能实现所述所需要保留的功能的负荷，视为保留负荷。

22、作为本发明的进一步改进，如某一所需要保留的功能在上一阶段已经完成，则在本阶段中，某一所需要保留的功能为非必须保留的功能；或者某一所需要保留的功能具有可替代的另一所需要保留的功能，则某一所需要保留的功能为非必须保留的功能。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果为：依据事故发展进行对事故划分为若干个阶段，合理规划每个阶段的用电负荷，配合前述电源系统使用，可以有效地延长蓄电池的使用，避免蓄电池电能耗尽，从而确保事故后对反应堆的长期监控，避免或延缓机组堆芯熔化和大规模的放射性释放。

24、此外，本发明还提供了一种控制系统，所述控制系统包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的延伸运行方法。

技术特征：

1.一种电源系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，还包括：静态转换开关，所述电源管理装置及充电电源通过所述静态转换开关与所述蓄电池连接。

3.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述热电转换装置包括：散热部件、热电转换部件和集热部件；

4.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于，所述热电转换部件包括：若干热电转换材料；若干所述热电转换材料串联后再并联构成所述热电转换部件。

5.根据权利要求1任一项所述的电源系统，其特征在于，所述电源管理装置包括：

6.一种延伸运行方法，其特征在于，应用于如权利要求1～5任一项所述的电源系统，包括步骤：

7.根据权利要求5所述的延伸运行方法，其特征在于，所述所需要保留的功能包括：当前事故状态下控制机组状态所需的功能、当前事故状态下监测机组状态所需的功能、系统运行状态参数监测、核事故应急涉及的参数监测、监测电源状态所需的参数监测、恢复送电所需的功能、主控室居留相关功能。

8.根据权利要求6或7所述的延伸运行方法，其特征在于，所述根据需要保留的功能确定保留负荷的步骤，包括：

9.根据权利要求7所述的延伸运行方法，其特征在于，如某一所需要保留的功能在上一阶段已经完成，则在本阶段中，某一所需要保留的功能为非必须保留的功能；或者某一所需要保留的功能具有可替代的另一所需要保留的功能，则某一所需要保留的功能为非必须保留的功能。

10.一种控制系统，其特征在于，所述控制系统包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求6至9任一项所述的伸运行方法。

技术总结
本发明公开了一种电源系统及延伸运行方法，电源系统包括：热电转换装置，安装在堆芯余热排出管线，用于利用堆芯余热进行发电；电源管理装置，与所述热电转换装置连接，用于对所述热电转换装置发电所得到的电脑进行管理；蓄电池，与所述电源管理装置或充电电源连接，用于为负荷供电。电源系统设置了热电转换装置，基于核电站自身废热排放实现对蓄电池的自供电，可以极大地提高蓄电池的供电能力，确保核电站的安全运行；延伸运行方法可以合理规划每个阶段的用电负荷，配合前述电源系统使用，可以有效地延长蓄电池的使用。

技术研发人员：郑文波,郑金华
受保护的技术使用者：赛富能科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14