CN102255377B - 向核电站提供应急动力电源的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于百万千瓦级先进压水堆核电站关键技术和电池管理技术,同时涉及到百万千瓦级先进压水堆核电站关键技术和电池管理技术结合的能量系统节能综合优化技术,公开了一种向核电站提供应急动力电源的方法和系统,其可抵抗核电站现有应急电源系统不能抵抗的超设计基准工况,如地震叠加海啸的严重自然灾害等;本发明所提供的向核电站提供应急动力电源的方法和系统,其以核电站的设计基准和超设计基准考虑设计,可在超设计工况的严重自然灾害中正常运行,可降低核电站堆芯熔化概率21.6%,提高核电站的安全性。

Description

向核电站提供应急动力电源的方法和系统
技术领域
[0001] 本发明属于百万千瓦级先进压水堆核电站关键技术和电池管理技术,同时涉及到百万千瓦级先进压水堆核电站关键技术和电池管理技术结合的能量系统节能综合优化技术。
背景技术
[0002]核电站(Nuclear Power Plant)是利用核裂变(Nuclear Fission)或核聚变(Nuclear Fusion)反应所释放的能量产生电能的发电厂。
[0003] 为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康,核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则,从设备、措施上提供多重保护,以确保核电站对反应堆的输出功率进行有效的控制;且能够在出现各种自然灾害,如地震、海嘯、洪水等,或人为产生的火灾、 爆炸等,也能确保对反应堆燃料组件进行充分的冷却,进而保证放射性物质不发生向环境的排放。纵深防御原则一般包括五层防线,第一层防线:精心设计、制造、施工,确保核电站有精良的硬件环境,建立完善的程序和严格的制度,对核电站工作人员有系统的教育和培训,建立完备的核安全文化;第二层防线:加强运行管理和监督,及时正确处理异常情况,排除故障;第三层防线:在严重异常情况下,反应堆的控制和保护系统能及时并有效的动作,以防止设备故障和人为差错进而发展为事故;第四层防线:在事故情况下,及时启用核电站安全保护系统,包括各种专设安全设施,用以加强事故中的电站管理,防止事故扩大,以保证核电站三道安全屏障的完整性;第五层防线:万一发生极不可能发生的事故,并伴有放射性外泄,应及时启用厂内外一切应急系统,努力减轻事故对周围居民和环境的影响。
[0004] 安全保护系统均采用独立设备和冗余布置,使得安全系统可以抗地震和在其他恶劣环境中运行。
[0005] 电源作为核电站运行的动力源,无论是设置上还是运行上,都应体现纵深防御的理念。为实现核电站电源系统的高可靠性,对某些特别重要的用电设备或特殊要求的设备均应备有应急电源,同时进行多重性、独立性地设置,以避免发生共模故障导致应急电源的不可用。
[0006] 核电站的应急电源系统和正常电源系统一起,共同构成厂用电系统,为厂内所有的用电设备提供安全可靠的供电。应急电源必须保证在正常运行工况、事故工况期间或事故工况后为核电站的应急安全设备提供电源,以执行安全功能。由于核电站核安全的特殊性,故而其电源系统的设计要求应大大高于其他行业。
[0007] 核电站设置有多道冗余电源,包括厂外主电源、厂外辅助电源和应急固定式柴油机等专用应急电源,各电源各司其职,同时又互有配合,不仅形式多样,而且层层设置,多重冗余,最大限度地为电核电站提供可靠的供电。
[0008]目前,核电站的厂用电系统运行方式如下:
[0009] I)在正常运行条件下,整个厂用设备的配电系统由机组的26KV母线经过高压厂用变压器供电;[0010] 2)当机组运行时,26KV母线由主发电机供电;
[0011] 3)发电机停机时,则由400/500KV电网经过主变压器向26KV母线倒送电;
[0012] 4)如果26KV母线失去电源或失去高压厂用变压器,即失去厂外主电源,则220KV电网经过辅助变压器向必须运行的安全辅助设施供电,使反应堆维持在热停堆状态;
[0013] 5 )如果厂外主电源和厂外辅助电源均失去供电,则由固定式柴油发电机组向应急附属设备供电,使反应堆进入冷停堆状态;
[0014] 6)当核电机组的任何一台应急柴油发电机组不可用时,则由附加应急柴油机组取代,执行应急柴油发电机组的功能,为专设安全设施、反应堆芯余热排出和乏燃料水池冷却供电。
[0015] 然而,固定式柴油发电机组,具有一定的局限性。这是因为,在固定式柴油机驱动发电机运转、将柴油的能量转化为电能时,必须通过在固定式柴油机汽缸内、将过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合后,推动活塞下行,各汽缸按一定顺序依次做功,从而带动曲轴旋转。再通过固定式柴油机的旋转带动发电机的转子,利用“电磁感应”原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流,从而实现发电功能。上述发电过程中,必须通过空气与高压雾化柴油的充分混合才能实现。当在洪水、海嘯、泥石流等情形下时,固定式柴油机的电气系统将有可能因为水淹而失效,供油管道、压缩空气管道将有可能因为外部冲击力而断裂,柴油机本体有可能因为冲击力而结构发生变形,这些都会导致固定式柴油发电机组无法启动,进而无法提供应急电源。
[0016] 因此,在其他电源失去的情况下,作为核电站最终应急电源的固定式柴油发电机组,由于其自身特点决定了其不能抵抗水淹灾害——如洪水、海嘯、台风潮等,当出现超设计基准的极端自然灾害时,固定式柴油发电机组很容易失去供电,无法为核电站提供反应堆芯余热排出和乏燃料水池冷却的动力,这将导致核电站产生灾难性的后果。
发明内容
[0017] 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供了向核电站提供应急动力电源的方法和系统,其可抵抗核电站现有应急电源系统不能抵抗的超设计基准工况,如地震叠加海嘯的严重自然灾害等;本发明所提供的向核电站提供应急动力电源的方法和系统,其以核电站的设计基准和超设计基准考虑设计,可在超设计工况的严重自然灾害中正常运行,可降低核电站堆芯熔化概率21. 6%,提高核电站的安全性。
[0018] 本发明的技术方案是:向核电站提供应急动力电源的方法,提供蓄电池蓄能系统,连接于应急母线中,并由在线监控系统对所述蓄电池蓄能系统进行监控;
[0019] 在核电站的用电设备失电时,由所述在线监控系统启动所述蓄电池蓄能系统,并通过应急母线向核电站的用电设备供电。
[0020] 具体地,所述蓄电池蓄能系统包括多个并联的蓄能系统模块,所述蓄能系统模块具有抗震结构。
[0021] 具体地,所述蓄电池蓄能系统包括多个并联的蓄能系统模块,蓄能系统模块通过汇流母线连接至应急母线上。
[0022] 具体地,所述蓄能系统模块包括换流设备和电池阵列,将电池阵列通过换流设备连接于汇流母线上,所述电池阵列包括多个电池模组,所述多个电池模组并联于所述换流设备上以增加电池阵列的容量,所述电池模组由多个单体电池串或/和并联而成以增加电池模组的电压/电流。
[0023] 具体地,所述在线监控系统对所述蓄电池蓄能系统进行监控包括:
[0024] 采集蓄电池蓄能系统中电池的性能参数;
[0025] 根据电池的性能参数计算蓄电池蓄能系统的总容量;
[0026] 监测核电站的运行工况,根据核电站的运行工况计算核电站当前运行工况下的负
荷容量;
[0027] 根据蓄电池蓄能系统的总容量和核电站的负荷容量确定核电站当前系统工况下蓄电池蓄能系统的剩余放电时间并输出。
[0028] 本发明还提供了一种向核电站提供应急动力电源的系统,用于向核电站的用电设备提供应急供电,所述系统为蓄电池蓄能系统,其包括在线监控系统和多个蓄能系统模块;
[0029] 所述蓄电池蓄能系统通过应急母线连接于核电站的用电设备。
[0030] 具体地,所述多个蓄能系统模块并联连接于汇流母线上;所述蓄能系统模块包括换流设备和电池阵列,所述换流设备连接于所述汇流母线上,所述电池阵列连接于所述换流设备上;
[0031] 所述电池阵列包括直流母线和电池模组,所述电池模组并联于所述直流母线上,所述直流母线连接于所述换流设备上;
[0032] 所述电池模组由多个单体电池串或/和并联而成;
[0033] 所述电池模组与换流设备之间设置有第二开关控制单元,由在线监控系统控制;
[0034] 所述蓄能系统模块与汇流母线之间设置有第一开关控制单元,由在线监控系统控制。
[0035] 具体地,所述蓄电池蓄能系统放置于防水、防震且可调节温度的存放装置内。
[0036] 具体地,所述蓄能系统模块还包括可实时监测各电池模组状态的电池模组监控器。
[0037] 具体地,所述电池模组由多个电池包串联或/和并联构成,所述电池包由多个单体电池串接构成;所述各单体电池成行或成列排列,各单体电池之间夹设有柔性垫或至少两竖向设置的柔性条,且各相邻的单体电池正、负极柱之间柔性电连接。
[0038] 具体地,所述单体电池内置有温度采集元件、电压采集元件,用于将采集的单体电池温度和电压信息传送至所属电池包的信号汇集模块上,所述信号汇集模块通过数据传输线与电池模组监控器相连。
[0039] 具体地,将多个所述电池包固定于一电池柜或电池架内,所述电池柜或电池架内设置有多个平行设置的隔板,形成可放置多个电池包的电池仓,所述电池仓内设有信号汇集模块,于电池柜或电池架侧端,竖向设有布线仓,所述电池模组监控器设于柜体或架体上。
[0040] 具体地,将所述电池包置于一外壳内,再安装于所述电池仓内;所述外壳内壁设有与所述电池包外侧柔性接触的弹性件。
[0041] 具体地,所述外壳侧面及底面开设有散热槽。
[0042] 本发明提供的向核电站提供应急动力电源的方法和系统,其通过设置蓄电池蓄能系统,可抵抗核电站现有应急电源系统不能抵抗的超设计基准工况,如地震叠加海嘯的严重自然灾害等,本发明所提供的向核电站提供应急动力电源的方法和系统,其以核电站的设计基准和超设计基准考虑设计,可在超设计工况的严重自然灾害中正常运行,可降低核电站堆芯熔化概率21. 6%,提高核电站的安全性。
附图说明
[0043] 图I是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之蓄能系统的总体示意图;
[0044] 图2是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统的接线示意图;
[0045]图3是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统的蓄能系统模块示意图;
[0046]图4是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统的蓄能系统模块 的电池柜布置图;
[0047]图5是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统的蓄能系统模块的电池柜内部结构图;
[0048]图6是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之蓄能系统模块的电池包组成示意图;
[0049]图7是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之蓄能系统模块的单体电池连接部分示意图;
[0050]图8是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之蓄能系统模块的电池管理系统原理图;
[0051] 图9是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构一主视图;
[0052] 图10是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构一俯视图;
[0053] 图IlA是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构一防水门正面视图;
[0054] 图IlB是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构一防水门侧面视图;
[0055] 图IlC是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构一防水门另一种锁扣结构正面视图;
[0056] 图IlD是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构一防水门另一种锁扣结构俯视图;
[0057] 图12是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构二主视图;
[0058] 图13是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构二俯视图;
[0059] 图14A是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构二防水门开位正面视图;[0060] 图14B是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构二防水门关位正面视图;
[0061] 图14C是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构二防水门侧视图;
[0062] 图15A是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构二另一种防水门及公锁扣结构正视图;
[0063] 图15B是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构二另一种防水门母锁扣结构正视图;
[0064] 图15C是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的 结构二另一种防水门母锁扣结构侧视图;
[0065] 图I®是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构二另一种防水门母锁扣结构俯视图;
[0066] 图16是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构三主视图;
[0067] 图17是本发明实施例提供的提高核电站应急电源可靠性的系统之存放装置的结构三俯视图。
[0068] 图18是本发明一实施例提供的换流设备的结构图;
[0069] 图19是本发明一实施例提供的换流设备的内置控制器的结构图;
[0070] 图20是本发明另一实施例提供的换流设备的结构图;
[0071] 图21是本发明另一实施例提供的换流设备的内置控制器的结构图;
[0072] 图22是本发明又另一实施例提供的换流设备的结构图;
[0073] 图23是本发明又另一实施例提供的换流设备的内置控制器的结构图;
[0074]图24是本发明实施例提供的换流设备的模块结构图;
[0075] 图25是本发明实施例提供的蓄能系统的结构图;
[0076] 图26是本发明实施例的在线监控系统对蓄电池蓄能系统进行监控的实现流程图;
[0077] 图27是本发明实施例提供的从电池模组监控器读取电池的性能参数的示例图;
[0078] 图28是本发明实施例提供的根据系统投运信号将蓄能系统投切为核电站的应急供电电源的实现流程图;
[0079] 图29是本发明实施例提供的对该蓄能系统模块进行充电处理实现流程图;
[0080] 图30是本发明实施例提供的在线监控系统对蓄电池蓄能系统进行监控的智能投切单元的结构框图;
[0081] 图31是本发明实施例提供的在线监控系统对蓄电池蓄能系统进行监控的结构框图;
[0082] 图32是本发明实施例提供的在线监控系统对蓄电池蓄能系统进行监控之电池模组充电单元的结构框图;
[0083] 图33是本发明实施例的在线监控系统所监控的蓄电池蓄能系统的结构图;
[0084] 图34是本发明实施例提供的换流设备的同步工作控制方法的流程图。具体实施方式
[0085] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明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发明,并不用于限定本发明。
[0086] 如图I和图2所示,本发明实施例提供的向核电站提供应急动力电源的方法,提供蓄电池蓄能系统2100,连接于应急母线2910中,并由在线监控系统对所述蓄电池蓄能系统2100进行监控;
[0087] 在核电站的用电设备失电时,由所述在线监控系统启动所述蓄电池蓄能系统2100,并通过应急母线2910向核电站的用电设备供电。
[0088] 所述用电设备包括冷却系统、电子仪表、控制系统、监控系统或照明系统等,本实 施例中,将向核电站提供应急动力电源的系统应用于厂用应急设备的供电,以在极端条件保证厂用应急设备的正常供电。
[0089] 本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的方法,其可抵抗核电站现有应急电源系统不能抵抗的超设计基准工况,如地震叠加海嘯的严重自然灾害等,本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的方法,以核电站的设计基准和超设计基准考虑设计,可在超设计工况的严重自然灾害中正常运行,可降低核电站堆芯熔化概率21.6%,提高核电站的安全性。
[0090] 所述在线监控系统可用于监控蓄电池蓄能系统2100及核电站其余相关线路、设备的状态;在正常情况下,利用厂内电网或外部电网等合适途径对蓄电池蓄能系统2100进行充电,使蓄电池蓄能系统2100处于随时备用状态,当发生紧急情况而核电站内其它应急电源损毁或不能正常工作时,蓄电池蓄能系统2100可对核电站内相关的用电设备提供电源,使相关用电设备处于正常的运行状态,有效地保证了核电站的安全。
[0091] 通过设置在线监控系统,可以实时检测相关设备如单体电池、换流设备、电池阵列等的状态,并能对相关设备进行故障诊断、对存在故障的相关设备进行自我修复、自动隔离故障设备的自动智能投切功能,避免故障的扩大导致系统的不可用。
[0092] 具体地,蓄电池蓄能系统2100包括多个并联的蓄能系统模块2110,蓄能系统模块2110通过汇流母线2920连接至应急母线2910上。本实施例中,蓄能系统模块2110均并联于汇流母线2920上。具体应用中,可根据蓄电池蓄能系统2100设计的续航时间等实际情况,以选择相应数量的蓄能系统模块2110,蓄电池蓄能系统2100设计的容量大于实际所需容量,即使部分蓄能系统模块2110出现故障或损毁,可通过在线监控系统将其从汇流母线2920上断开,剩余的蓄能系统模块2110也可以可靠地运行并满足实际需求,保证了蓄电池蓄能系统2100的可靠性,保证了紧急情况下的供电的可靠性,从而达到提高核电站安全性的设计目的。
[0093] 而且由于蓄能系统模块2110形成了模块化的设计,可以很方便地在汇流母线2920上增加蓄能系统模块2110的数量,从而提高了系统的容量并延长了系统的工作时间。具体应用中,可在汇流母线2920预留相应的接口和布线,以便于将蓄能系统模块2110增加至蓄电池蓄能系统2100中。通过这种模块化的设计,可将合适数量的蓄能系统模块2110连接于汇流母线2920上,一方面可以根据负载的不同等实际情况,以灵活地将蓄电池蓄能系统2100设计为适应于不同功率和容量的要求,另一方面可以方便地按照核电站的冗余设计要求进行设计,可以十分方便地根据实际情况增加蓄能系统模块2110的数量,只需将蓄能系统模块2110连接于汇流母线2920上即可,对蓄电池蓄能系统2100进行扩容升级、使用、维护、都十分方便。
[0094] 具体地,所述蓄能系统模块2110具有抗震结构,所述蓄能系统模块2110由固定支架固定,所述固定支架通过支撑构件焊接而成并通过锁紧件固定于预埋钢构件上。本实施例中,支撑构件为角钢,锁紧件为螺栓,以保证蓄能系统模块2110在高烈度等超设计基准工况中能可靠地运行。具体的结构设计中,可设置可靠的固定结构或设置合适的缓冲结构等合适结构及合适的存放装置达到抗震要求和抗严重自然灾害的能力,具体的,蓄能系统模块2110的换流设备2111必须为通过抗地震鉴定,其固定支架根据抗震力学计算的结果选用角钢焊接而成,其内部元器件选用耐冲击的元器件,板件和元器件的固定螺栓加装弹簧或塑料垫片以防止在地震或振动工况下松动。
[0095] 蓄电池蓄能系统2100的电池模组2101必须通过抗地震鉴定,其固定支架根据抗震力学计算的结果选用角钢焊接而成,其电池间的极柱采用电气软连接以保证地震时可靠·的导通;
[0096] 电池模组2101和换流设备2111使用带防松动弹簧垫圈的螺钉固定于安装台的预埋钢构件内;
[0097] 蓄电池蓄能系统2100的存放装置四周密闭,如设置设备运输门,则外加防水门,以保证在外部水淹时,蓄电池蓄能系统2100仍可运行;
[0098] 蓄电池蓄能系统2100的存放装置内部有非能动的汇流沟渠和地坑,地坑内安装自动排水系统,以保证内部进水后,蓄电池蓄能系统2100仍可运行;
[0099] 蓄电池蓄能系统2100的存放装置按抗核电站安全停堆地震要求建造。
[0100] 具体地,所述蓄能系统模块2110包括换流设备2111和电池阵列2112,将电池阵列2112通过换流设备2111连接于汇流母线2920上,电池阵列2112包括多个电池模组2101,多个电池模组2101并联于换流设备2111上以增加电池阵列2112的容量,所述电池模组2101由多个单体电池串或/和并联而成以增加电池模组的电压/电流。电池阵列2112可形成模块化的设计,通过这种模块化的设计,可将合适数量的电池模组2101连接于直流母线2930上,一方面可以根据负载的不同等实际情况,以灵活地将电池阵列2112、蓄电池蓄能系统2100设计为适应于不同功率和容量的要求,另一方面可以方便地按照核电站的冗余设计要求进行设计,可以十分方便地根据实际情况增加电池模组2101的数量,只需将电池模组2101连接于直流母线上即可,对蓄电池蓄能系统2100进行扩容升级、使用、维护、都十分方便。
[0101] 通过设置换流设备2111和在线监控系统,蓄能系统模块2110的运行方式可以灵活多变,不同的蓄能系统模块2110可以同步工作,也可以分立工作。例如,可使部分蓄能系统模块2110对负载进行放电,与此同时,可使另一部分的蓄能系统模块2110处于充电状态或处于待命状态,也可以使一个或多个蓄能系统模块2110向另外的一个或多个蓄能系统模块2110进行充电,给维护、使用、试验带来很大的便利。
[0102] 具体地,于所述蓄能系统模块2110与汇流母线2920之间设置第一开关控制单元2160,所述第一开关控制单元2160与在线监控系统之间连接,由所述在线监控系统控制所述第一开关控制单元2160 ;于所述电池模组和换流设备之间设置第二开关控制单元2150,第二开关控制单元2150与所述在线监控系统之间连接,由在线监控系统控制所述第二开关控制单元2150。通过这样的设计,每一电池模组与换流设备之间均设置有开关,开关可由在线监控系统控制,一旦在线监控系统检测到某一电池模组的电压、电流、容量或温度处于设定的范围以外时,便可及时控制第二开关控制单元2150使该电池模组从换流设备上断开,并将另一处于备用状态下的电池模组并至直流母线上,系统可靠性高。
[0103] 具体地,于所述第一开关控制单元2160设置手动操作机构,操作人员可以手动操作将蓄能系统模块2110投运至汇流母线2920或从汇流母线2920上切除,万一出现意外,可由操作人员手动操作将蓄能系统模块2110并于应急母线2910中对厂用应急设备进行供电,或者;于所述第二开关控制单元2150设置手动操作机构,操作人员可以手动操作将电池模组投运至直流母线或从直流母线上切除。
[0104] 具体地,于所述汇流母线2920上连接低压开关2120,于所述低压开关2120上连接变压器2130,以将蓄电池蓄能系统2100所输出的电压升至合适的电压。所述变压器2130通过中压开关或高压开关2140连接于应急母线2910。本实施例中,蓄电池蓄能系统2100输出电压为380伏,经过变压器2130升压后形成6. 6千伏的高压电向应急母线2910供电。
[0105] 具体地,其中一所述蓄能系统模块2110于充放电实验时可用于对另一蓄能系统模块2110进行充电。由于电池长期不进行充电或放电将会影响其使用性能和寿命,而且核电站的设备在一定周期内进行检测或实验,将会对蓄能系统模块2110进行人为控制充放电。通过这样的设计,当需进行充放电实验或日常周期维护对蓄能系统模块2110进行充放电时,只需将其中一蓄能系统模块2110接负载进行放电至电能耗尽,然后另一蓄能系统模块2110对该电能耗尽的蓄能系统模块2110进行充电,直至该蓄能系统模块2110的电量充满,依此类推,A蓄能系统模块2110接负载或通过合适方式单独放电后,B蓄能系统模块2110设置为强制放电模式对A蓄能系统模块2110进行充电,B进行了放电,A进行了充电;C蓄能系统模块2110设置为强制放电模式对B蓄能系统模块2110进行充电,C进行了放电,B进行了充电;D蓄能系统模块2110设置为强制放电模式对C蓄能系统模块2110进行充电,D进行了放电,C进行了充电;依此类推,最后进行放电的蓄能系统模块2110由内网电源或其它合适方式进行充电,达到了节能环保的设计目的,只需消耗很小的电能使将系统是所有的蓄能系统模块2110进行了充放电实验。特别是蓄电池蓄能系统2100容量达到兆瓦规格的情况下,若对蓄电池蓄能系统2100中所有的储能电池模组利于内网电源或外网电源进行充电,其经济成本高,不环保,通过上述的技术方案,一方面达到了检测、实验、维护的要求,另一方面降低了运行成本。而且在整个充放电实验过程中只有少数的蓄能系统模块2110处于无电状态,处于无电状态的蓄能系统模块2110不大于冗余设计的设计余量,即使在充放电实验过程中产生超设计基准工况的灾害,整个蓄电池蓄能系统2100中处于有电状态的蓄能系统模块2110也可满足应急运行的要求,无论在正常运行状态,还是在充放电实验过程中,在任意时刻均可对厂用应急设备进行应急供电。
[0106] 图26示出了本发明实施例提供的在线监控系统对蓄电池蓄能系统2100进行监控的实现流程,详述如下:(参考图26至图33)
[0107] 在步骤SlOl中,采集蓄能系统中电池的性能参数。
[0108] 电池的性能参数为单体电池的性能参数、电池模组的性能参数和电池阵列的性能参数中的至少一个。单体电池的性能参数包括但不限于单体电池的容量、电压、电流、温度、内阻等。电池模组的性能参数包括但不限于电池模组的容量、电压、电流、温度、内阻等。电池阵列的性能参数包括但不限于电池阵列的容量、电压、电流、温度、内阻等。
[0109] 其中采集蓄能系统中电池的性能参数的方式包括但不限于如下方式:
[0110] 其中一种方式是将采集设备通过现场总线与蓄能系统中的各电池模组连接,通过采集设备采集蓄能系统中电池的性能参数。
[0111] 通过采集设备采集蓄能系统中电池的性能参数的具体过程如下:采集设备通过现场测量总线连接至蓄能系统中的单体电池的插针式端子排,即可采集到蓄能系统中各单体电池的电压和温度以及各电池模组的电压和温度。
[0112] 其中采集设备可以为任意可以采集上述信息的设备,如数据采集接口板、I/O通讯单元或者数据采集卡,在此不以上述举例说明为限。
[0113] 其中另一种采集方式是从电池模组监控器读取电池的性能参数。其中电池模组监控器是对电池模组进行信息采集并与监控系统进行通讯的设备。
[0114] 请参阅图27,是本发明实施例提供的从电池模组监控器读取电池的性能参数的示例图,但不以该示例图为限。
[0115] 在步骤S102中,根据电池的性能参数计算蓄能系统的总容量。
[0116] 在本发明实施例中,由于电池的性能参数中包括各单体电池的容量、电池模组的容量、由多个电池模组构成的电池阵列的容量中的至少一个,因此,根据电池的性能参数即可计算出蓄能系统的总容量。其中根据电池的性能参数计算蓄能系统的总容量的具体过程如下:
[0117] 将各单体电池的容量累加得到蓄能系统的总容量,将各电池模块的容量累加得到蓄能系统的总容量,或者将电池阵列的容量累加得到蓄能系统的总容量。
[0118] 在步骤S103中,检测核电站的运行工况,根据核电站的运行工况计算核电站当前运行工况下的负荷容量。
[0119] 其中核电站的运行工况包括但不限于正常运行并失电模式、停堆并失电模式、安注并失电模式、LOCA (反应堆冷却剂丧失事故,Loss of Coolant Accident)并失电模式以及极端事故模式。
[0120] 其中正常运行并失电模式是指反应堆功率处于0%到100%设计功率时失去外部电源;停堆并失电模式是指反应堆功率处于安全停堆时失去外部电源;安注并失电模式是指有启动安注系统和辅助给水系统的安注信号时失去外部电源;L0CA并失电模式是指有启动安注系统和辅助给水系统的安注信号,同时有启动安全壳喷淋系统的信号时,失去外部电源;极端事故模式是指放射性物质外泄时失去外部电源。
[0121] 其中检测核电站的运行工况的具体步骤如下:
[0122] 检测是否失去外部电源;
[0123] 检测在失去外部电源时反应堆冷却剂系统冷却剂的温度、压力和硼浓度,以及安注系统的安注信号,安全壳喷淋系统的安全壳压力信号;
[0124] 将检测到的上述信号与预先存储的运行工况与信号之间的对应关系进行比较,SP可得到核电站当前所处的运行工况。
[0125] 根据核电站的运行工况计算核电站当前运行工况下的负荷容量的步骤具体为:
[0126] 根据核电站的运行工况与核电站的负荷容量之间的关系计算核电站当前运行工况下的负荷容量。
[0127] 核电站的运行工况与核电站的负荷容量之间的关系是指核电站在该种运行工况下所必须的为核电站提供的最小负荷容量。核电站的运行工况与核电站的负荷容量之间的关系如下示,但不以下述所示为限。
[0128]正常运行并失电模式:LHA(6. 6KV AC Emergency Power Distribution Train A,6. 6KV AC交流应急配电系统系列A)母线供电5005KW,LHB母线供电4545KW,即在核电站处于正常运行模式时,如果蓄能系统通过LHA母线供电,则正常运行模式下的负荷容量为5005KW,如果蓄能系统通过LHB(6. 6kV AC Emergency Power Distribution-Train B, 6. 6KVAC交流应急配电系统系列B)母线供电,则正常运行模式下的负荷容量为4545KW ;
[0129] 停堆并失电模式:LHA母线供电4705KW,LHB母线供电4240KW ;
[0130] 安注并失电模式:LHA母线供电5230KW,LHB母线供电4770KW ;
[0131] LOCA并失电模式:LHA母线供电4990KW,LHB母线供电4595KW ;
[0132] 极端事故模式:一台RIS (Safety Injection,安全注入系统)泵供电355KW,—台 SEC (Essential Service Water,重要厂用水系统)泵供电 315KW,—台 RRI (ComponentCooling,设备冷却水系统)泵供电 600KW, LNE (Uninterrupted 220V AC Power, 220V 交流不间断电源系统)306CR (Marshalling Box,供电箱)供电16KW,即在核电站处于极端事故模式时,极端事故模式的负荷容量为355KW+315KW+600KW+16KW=1286KW。
[0133] 根据核电站的运行工况计算核电站当前运行工况下的负荷容量的具体步骤还可以为:
[0134] 读取核电站事故规程中包括的不同运行工况下核电站中各设备的功率。即核电站事故规程规定了在核电站处于不同运行工况下时,核电站中的哪些设备需要供电,哪些设备不需要供电,需要供电的设备的功率等。
[0135] 根据对当前运行工况下核电站中各设备的功率进行求和得到核电站当前运行工况下的负荷容量。
[0136] 在步骤S104中,根据蓄能系统的总容量和核电站的负荷容量确定核电站当前运行工况下蓄能系统的剩余放电时间并输出。
[0137] 在本发明实施例中,由于可以实时监测核电站关键运行参数,根据参数值判断当前核电站属于何种运行工况,解决了现有蓄能系统的在线监控系统无法监测核电站关键运行参数问题和无法判断核电站运行状态尤其是事故状态的问题。根据预先固化的运行工况与核电站负荷容量的关系,结合蓄能系统容量计算得到核电站当前运行工况计算蓄能系统的剩余放电时间,解决了现有蓄能系统的在线监控系统无法提供作为核电站应急电源的蓄能系统剩余放电时间的问题。
[0138] 在本发明另一实施例中,在根据蓄能系统的总容量和核电站的负荷容量确定核电站当前运行工况下蓄能系统的剩余放电时间的步骤之后,该方法还包括下述步骤:
[0139] 将蓄能系统的剩余放电时间、核电站的运行工况、蓄能系统的总容量上传至核电
站王控制室。
[0140] 在该实施例中,通过将蓄能系统的剩余放电时间、核电站的运行工况、蓄能系统的总容量上传至核电站主控制室远程操作站,即可使核电站在不同运行工况下操作人员均可以监控蓄能系统的剩余放电时间,进而可以依据不同系统运行工况下蓄能系统的剩余放电时间为及时、高效、准确的对蓄能系统和核电站中的核电机组进行人工控制干预提供信息支撑,是核电站避免发生重大安全事故或限制事故扩大化先决条件,极大的提高了核电站的运行安全性。
[0141] 在本发明另一实施例中,在根据蓄能系统的总容量和核电站的负荷容量确定核电站当前运行工况下蓄能系统的剩余放电时间的步骤之后,该方法还包括下述步骤:
[0142] 将蓄能系统的剩余放电时间、核电站的运行工况、蓄能系统的总容量上传至核电站应急指ί车中心。
[0143] 通过将蓄能系统的剩余放电时间、核电站的运行工况、蓄能系统的总容量上传至核电站应急指挥中心,从而使得发生特大核事故情况下,核电站应急指挥中心的核电站应急指挥部专家也可以及时的获知核电站中蓄能系统的蓄能情况,进而可以根据核电站中蓄能系统的剩余放电时间准确、快速确定应急策略,制定应急预案,限制特大核事故的进一步恶化或升级,避免核辐射的外泄对公众造成辐射伤害。
[0144] 在本发明另一实施例中,在根据蓄能系统的总容量和核电站的负荷容量确定核电站当前运行工况下蓄能系统的剩余放电时间的步骤之后,该方法还包括下述步骤:
[0145] 将蓄能系统的总容量上传至主控制室的记录仪,通过主控制室的记录仪即时的输出蓄能系统的总容量,并显示蓄能系统的总容量历史变化趋势,从而使核电站操作人员可以即时、高效的对蓄能系统的总容量进行实时、全面的监控,进一步提高核电站的安全性。
[0146] 在本发明的另一实施例中,在采集蓄能系统中电池的性能参数的步骤之后,该方法还包括下述步骤:
[0147] 根据蓄能系统中电池的性能参数判断蓄能系统中的各单体电池的状态是否异常,并在蓄能系统中的单体电池的状态异常时,定位状态异常的单体电池的物理位置。
[0148] 其中根据蓄能系统中电池的性能参数判断蓄能系统中的各单体电池的状态是否异常的步骤具体为:
[0149] 当电池的性能参数满足如下条件中的至少一个时,判定该单体电池异常:
[0150] 直流母线的电流高于正常放电电流;电压低于截止电压或者高于允许电压;温度高于额定温度。
[0151 ] 在蓄能系统中的单体电池的状态异常时,定位状态异常的单体电池的物理位置的步骤具体为:
[0152] 读取异常信号的地址,根据异常信号的地址即可定位状态异常的单体电池的物理位置。
[0153] 在本发明的另一实施例中,在所述采集蓄电池蓄能系统2100中电池的性能参数的步骤之后,
[0154] 根据蓄电池蓄能系统2100中电池的性能参数,判断电池模组是否存在故障,并在电池模组存在故障时,隔离存在故障的电池模组的投运,并投运备用电池模组。
[0155] 其中根据蓄能系统中电池的性能参数判断电池模组是否故障的步骤如下:
[0156] 根据蓄能系统中电池的性能参数判断蓄能系统中的各单体电池的状态是否异常;
[0157] 在单体电池异常致使该单体电池所在的电池模组的电压或者电流变化超出预设的允许误差范围时,判定单体电池异常所在的电池模组故障。[0158] 其中切除故障电池模组的具体方式可以是断开该故障电池模组与直流母线之间的第二开关控制单元2150。
[0159] 在本发明另一实施例中,隔离了存在故障的电池模组后,该方法还包括下述步骤:
[0160] 对排除了故障后的电池模组进行手动或者自动复位处理。
[0161] 在本发明另一实施例中,该方法还包括下述步骤:
[0162] 当检测到单体电池异常时,对故障单体电池进行就地报警,当检测到电池模组故障时,对故障电池模组进行就地及主控室远程报警。 [0163] 在本发明另一实施例中,该方法还包括下述步骤:
[0164] 接收主控制室的指令对蓄能系统中的电池模组进行投运或切除控制。
[0165] 在本发明实施例中,通过在主控制室的显示设备中通过人机交互界面输出蓄能系统的结构,用户通过点击该人机交互界面中蓄能系统的任意一个第二开关控制单元2150输入电池模组投运命令或电池模组切除命令,根据主控制室的电池模组投运命令闭合蓄能系统中对应的第二开关控制单元2150,即可控制该第二开关控制单元2150对应的电池模组的投运,根据主控制室的电池模组切除命令打开蓄能系统中对应的第二开关控制单元2150,即可控制该第二开关控制单元2150对应的电池模组的切除。
[0166] 在本发明另一实施例中,该方法还包括下述步骤:
[0167] 监测应急母线2910的电压值,当应急母线2910失去电压的持续时间超过预设时间时,产生系统投运信号。其中系统投运信号用于指示需要将蓄能系统投切为核电站的应急供电电源。当应急母线2910没有失去电压或者失去电压的持续时间未超过预设时间时,则不需要投运蓄能系统,也不会产生系统投运信号。其中预设时间可以为9. 7s。
[0168] 根据系统投运信号将蓄能系统投切为核电站的应急供电电源。
[0169] 在本发明实施例中,在检测到核电站现有的五道应急电源不能提供电源时,可以通过蓄能系统为核电站提供应急电源,由于蓄能系统采用的是蓄电池,核电站因此不会瞬间失去所有动力电源,而且蓄能系统容量又足够大,这样就为核电站事故应急处理赢得足够的时间,极大的提高了核电站的安全性。另外,出于核电站安全考虑,核电站对电站设备控制有严格的逻辑关系,该逻辑关系与现有的蓄能系统的在线监控系统的控制策略和控制逻辑不完全相符甚至冲突,而本发明实施例提供的蓄能系统的在线监控方法可以满足核电站的控制要求。
[0170] 在本发明另一实施例中,该方法还包括下述步骤:
[0171] 在未产生系统投运信号、蓄能系统中蓄能系统模块2110的电压小于预设的充电电压、且该蓄能系统模块2110中换流设备2111可用时,对该蓄能系统模块2110进行充电处理。
[0172] 在本发明实施例中,当存在外部电源时,可以通过外部电源及时的对蓄能系统中的电池模组进行充电,使得蓄能容量系统可以随时应对核电站现有五道电源全部丧失事故,同时也有助于使蓄能系统各单体电池达到最佳状态,从而蓄能系统使用期限达到其最大设计寿命。
[0173] 图28示出了本发明实施例提供的根据系统投运信号将蓄能系统投切为核电站的应急供电电源的具体流程,详述如下:[0174] 在步骤S301中,投运蓄能系统中的第一蓄能系统模块2110。其中蓄能系统中的第一蓄能系统模块2110是指蓄能系统中第一次投运的蓄能系统模块2110,其可以为蓄能系统中的任意一个蓄能系统模块2110。其具体步骤如下:
[0175] 直接闭合蓄能系统中的第一蓄能系统模块2110中的换流设备2111与汇流母线2920之间的第一开关控制单元2160。
[0176] 为了达到较好的投运效果,在本发明另一实施例中,在投运蓄能系统中的第一蓄能系统模块2110之前还包括下述步骤:
[0177] A、判断投运蓄能系统中第一蓄能系统模块2110中的换流设备2111是否可用,若是,执行步骤B,否则,执行步骤C ;
[0178] B、投运畜能系统中弟一畜能系统t旲块2110 ; [0179] C、重新从蓄能系统中选择一个蓄能系统模块2110作为第一蓄能系统模块2110,并重新开始投运该第一蓄能系统模块2110。
[0180] 在本发明实施例中,在投运第一蓄能系统模块2110前判断该第一蓄能系统模块2110的换流设备2111是否可用,当可用时,才投运该第一蓄能系统模块2110,否则重新开始投运其他蓄能系统模块2110,使得投运的蓄能系统模块2110可以正常的进行供电。
[0181] 在本发明另一实施例中,在判定投运畜能系统中弟一畜能系统I旲块2110中的换流设备2111可用时,监测蓄能系统中第一蓄能系统模块2110的电压,并判断第一蓄能系统模块2110的电压是否达到截止电压,如果否,投运蓄能系统中第一蓄能系统模块2110,否则重新从蓄能系统中选择一个蓄能系统模块2110作为第一蓄能系统模块2110,并重新开始投运该第一蓄能系统模块2110。
[0182] 在该实施例中,在畜能系统中弟一畜能系统t旲块2110的电压达到截止电压时,代表该第一蓄能系统模块2110难以达到较好的供电效果,本实施例对于这种蓄能系统模块2110不予以投运,从而进一步提高了蓄能系统的供电效果和稳定性。
[0183] 在本发明另一实施例中,在判定第一蓄能系统模块2110的电压未达到截止电压时,该方法还包括下述步骤:
[0184] 判断第一蓄能系统模块2110的换流设备2111与汇流母线2920之间的第一开关控制单元2160是否闭合,如果是,则投放成功,否则闭合第一蓄能系统模块2110的换流设备2111与汇流母线2920之间的第一开关控制单元2160。
[0185] 在步骤S302中,投运蓄能系统中的第二蓄能系统模块2110,并循环执行该步骤,直到蓄能系统中蓄能系统模块2110均投运完毕或者蓄能系统满足功率需求为止。
[0186] 第二蓄能系统模块2110是指蓄能系统中除第一蓄能系统模块2110以外的蓄能系统。其中投运蓄能系统中的第二蓄能系统模块2110的步骤具体为:
[0187] A、判断投运蓄能系统的第二蓄能系统模块2110中的换流设备2111是否可用,若是,执行步骤B,否则,执行步骤C ;
[0188] B、对蓄能系统的第二蓄能系统模块2110进行投运并网处理。其中对蓄能系统的第二蓄能系统模块2110进行投运并网处理的具体步骤如下:
[0189] 检测汇流母线2920的电压的频率和相角以及第二蓄能系统模块2110的电压的频率和相角;
[0190] 当第二蓄能系统模块2110与汇流母线2920之间电压的频率差和相角差同时小于预定值时,投运第二蓄能系统模块2110。
[0191] C、重新从蓄能系统中选择一个蓄能系统模块2110作为第二蓄能系统模块2110,并重新开始投运该第二蓄能系统模块2110。
[0192] 在该实施例中,在投运第二蓄能系统模块2110前判断该第二蓄能系统模块2110的换流设备2111是否可用,当可用时,才投运该第二蓄能系统模块2110,否则重新开始投运其他蓄能系统模块2110,使得投运的蓄能系统模块2110可以正常的进行供电。
[0193] 在本发明另一实施例中,当判定投运蓄能系统的第二蓄能系统模块2110中的换流设备2111可用时,判断监测蓄能系统中第二蓄能系统模块2110的电压,并判断第二蓄能系统模块2110的电压是否达到截止电压,如果否,投运蓄能系统中第二蓄能系统模块 2110,否则重新从蓄能系统中选择一个蓄能系统模块2110作为第二蓄能系统模块2110,并重新开始投运该第二蓄能系统模块2110。
[0194] 在该实施例中,在畜能系统中弟_■畜能系统t旲块2110的电压达到截止电压时,代表该第二蓄能系统模块2110难以达到较好的供电效果,本实施例对于这种蓄能系统模块2110不予以投运,避免电池模组过度放电严重降低电池模组寿命,从而进一步提高了蓄能系统的供电效果和稳定性。
[0195] 在本发明另一实施例中,在判定第二蓄能系统模块2110的电压未达到截止电压时,该方法还包括下述步骤
[0196] 判断第二蓄能系统模块2110的换流设备2111与汇流母线2920之间的第一开关控制单元2160是否闭合,如果是,则投放成功,否则闭合第二蓄能系统模块2110的换流设备2111与汇流母线2920之间的第一开关控制单元2160。
[0197] 在本发明另一实施例中,投运蓄能系统中的第二蓄能系统模块2110的步骤具体为:
[0198] 检测汇流母线2920的功率是否满足蓄能系统的功率需求,如果是,则投运结束,否则继续投运第二蓄能系统模块2110。其中蓄能系统的功率需求是指当前在应急母线2910上所带负载的总功率。
[0199] 在本发明另一实施例中,投运蓄能系统中的第二蓄能系统模块2110的步骤具体为:
[0200] 当蓄能系统投运后,检测到的汇流母线2920的功率与蓄能系统的功率需求之差超过单个蓄能系统模块2110的功率时,从已投运的蓄能系统模块2110中切除一个蓄能系统模块2110,循环执行该步骤,直到汇流母线2920的功率与蓄能系统的功率需求之差小于单个蓄能系统模块2110的功率为止。
[0201] 本发明实施例还提供了提供向核电站提供应急动力电源的系统,用于向核电站的用电设备提供应急供电,所述蓄电池蓄能系统2100包括在线监控系统和多个蓄能系统模块2110 ;所述蓄电池蓄能系统2100通过应急母线2910连接于核电站的用电设备;所述用电设备包括冷却系统、电子仪表、控制系统、监控系统或照明系统等,本实施例中,将向核电站提供应急动力电源的系统应用于厂用应急设备的供电,以在极端条件保证厂用应急设备的正常供电。
[0202] 本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的系统,其可抵抗核电站现有应急电源系统不能抵抗的超设计基准工况,如地震叠加海嘯的严重自然灾害等。本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的系统,其以核电站的设计基准和超设计基准考虑设计,可在超设计工况的严重自然灾害中正常运行,可降低核电站堆芯熔化概率21.6%,提高核电站的安全性。
[0203] 所述蓄能系统模块2110和在线监控系统之间电连接;所述在线监控系统用于监控蓄电池蓄能系统2100的状态;在正常情况下,利用厂内电网或外部电网等合适途径对蓄电池蓄能系统2100进行充电,使蓄电池蓄能系统2100处于随时备用状态,当发生紧急情况而核电站内其它应急电源损毁或不能正常工作时,蓄电池蓄能系统2100可对核电站内相关的用电设备提供电源,使相关用电设备处于正常的运行状态,有效地保证了核电站的安全。
[0204] 通过设置在线监控系统,可以实时检测相关设备如单体电池、换流设备、电池阵列等相关设备的状态,并能对相关设备进行故障诊断、对发生故障的相关设备进行自我修复、自动隔离故障设备的自动智能投切功能,避免故障的扩大导致系统的不可用。
[0205] 具体地,本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的系统设置于合适的 位置,其高于海平面且距离核电站的反应堆合适的距离,蓄电池蓄能系统2100可设置有一套或至少二套,设置为至少二套时,蓄电池蓄能系统2100通过独立的应急母线2910连接于用电设备;这样,可使蓄电池蓄能系统2100分散布置于不同的地点,由于单套的蓄电池蓄能系统2100便可满足核电站的设计使用要求,因此,通过设置至少二套蓄电池蓄能系统2100,可保证即使其中一套蓄电池蓄能系统2100在极端自然灾害中损毁,其余的蓄电池蓄能系统2100也可保证核电站在紧急情况下的用电。另外,通过设置至少二套蓄电池蓄能系统2100,可使核电站在紧急情况下供电时间延长至少一倍,给解除紧急情况延长了时间的限制,有利于保证核电站的安全。
[0206] 具体地,所述多个蓄能系统模块2110并联连接于汇流母线2920上,以达到所需的容量;所述蓄能系统模块2110包括换流设备2111和电池阵列2112,所述换流设备2111连接于所述汇流母线2920上,所述电池阵列2112连接于所述换流设备2111上,以达到所需的电压和电流。本实施例中,蓄能系统模块2110均并联于汇流母线2920上。具体应用中,可根据实际情况确定蓄电池蓄能系统2100所需的续航时间,并选择相应数量的蓄能系统模块2110,蓄电池蓄能系统2100设计的容量大于实际所需容量,即使部分蓄能系统模块2110出现故障或损毁,可通过在线监控系统将其从汇流母线2920上断开,剩余的蓄能系统模块2110也可以可靠地运行并满足实际需求,保证了蓄电池蓄能系统2100的可靠性,保证了紧急情况下的供电的稳定性、可靠性和持续性,从而达到提高核电站安全性的设计目的。而且蓄能系统模块2110形成了模块化的设计,可以方便地在汇流母线2920上增加蓄能系统模块2110的数量,从而提高了系统的容量并延长了系统的工作时间。具体应用中,可在汇流母线2920预留相应的接口和布线,可以很方便地将蓄能系统模块2110增加至蓄电池蓄能系统2100中,扩容升级十分方便。
[0207] 蓄电池蓄能系统2100可形成模块化的设计,通过这种模块化的设计,可将合适数量的蓄能系统模块2110连接于汇流母线2920上,一方面可以根据负载的不同等实际情况灵活地将系统设计成适应于不同功率和容量的要求,另一方面可以方便地按照核电站的冗余设计要求设计,可以十分方便地根据实际情况增加蓄能系统模块2110的数量,只需将蓄能系统模块2110连接于汇流母线2920上即可,以对蓄电池蓄能系统2100进行扩容升级,使用、维护、升级都十分方便。
[0208] 具体地,所述电池阵列2112放置于防水、防震且可调节温度的存放装置内,由于蓄电池蓄能系统2100在工作时不需要消耗空气,故蓄电池蓄能系统2100可存放于相对密闭的空间内,即使产生海嘯、洪水等极端自然灾害,蓄电池蓄能系统2100依然可以保证向核电站提供可靠的电源供应,解决了柴油发电机组所存在的不足。
[0209] 通过设置换流设备2111和在线监控系统,蓄能系统模块2110的运行方式可以灵活多变,不同的蓄能系统模块2110可以同步工作,也可以分立工作。例如,可使部分蓄能系统模块2110对负载进行放电,与此同时,可使另一部分的蓄能系统模块2110处于充电状态或处于待命状态,也可以使一个或多个蓄能系统模块2110向另外的一个或多个蓄能系统模块2110进行充电,给维护、使用、试验带来很大的便利。
[0210] 蓄电池蓄能系统2100的运行方式除了正常的充放电外,还包括但不限于以下的几点: [0211] (I)平均充电:在电池阵列2112电量下降或放电试验完成后,需要对电池阵列2112进行深度充电,这时可将蓄能系统模块2110设置为平均充电模式,一方面使电池阵列2112储存尽可能多的电量,另一方面,有利于延长蓄能系统模块2110的使用寿命。
[0212] (2)强制充电:在核电站面临失电风险时,例如在线监控系统检测到其余应急系统供电持续时间低于设定的安全值时,则对电池阵列2112进行强制充电,保证电池阵列2112在最短的时间内快速储存尽可能多的电量,这样虽然可能影响电池阵列2112的使用寿命,但是可以最大程度地保障核电站的供电安全,可延长蓄电池蓄能系统2100的供电时间。
[0213] (3)强制放电:正常运行情况下,强制放电可以实现一个蓄能系统模块2110的放电实验,并将其电能转移至其他蓄能系统模块2110 ;最为重要的是,可以在核电站在危急情况下让其输出尽可能多电量,直至电池阵列2112损坏。这样虽然缩短电池阵列2112的寿命,但是却能最大程度延长蓄电池蓄能系统2100的供电时间。
[0214] 所述电池阵列2112包括直流母线2930和电池模组2101,电池模组2101设置有多组,其可通过一直流汇流柜和直流母线2930连接于换流设备2111上,所述电池模组2101并联于所述直流母线2930上,所述直流母线2930连接于所述换流设备2111上。每一条直流母线2930中,设计至少一备用的电池模组2101,即使其中某一电池模组2101产生故障时,由于设置了额外备用的电池模组2101,也不会影响电池阵列2112的正常供电,进一步提高了核电站运行安全性。这样电池模组2101形成也形成了模块化的设置,通过这种模块化的布置,即使电池模组2101出现故障,也可以很方便地将其从直流母线2930上切除并进行将其余处于正常状态的电池模组2101并至直流母线2930上,不影响电池阵列2112的正常工作。
[0215] 具体地,所述电池模组2101由多个单体电池串或/和并联而成,单块单体电池的电压、电流、容量均低,通过将多个单体电池串联,可增加电池模组2101的电压,通过将多个单体电池并联,可增加电池模组2101的电流,通过将多个电池模组2101并联形成电池阵列2112,可增加电池阵列2112输出电流及电池阵列2112的容量。由于核电站的用电设备对容量和续航时间有严格的要求,故再将多个蓄能系统模块2110并联至汇流母线2920上,得到满足核电站使用要求的蓄电池蓄能系统2100阵列。例如单体电池的电压为2伏,设计的电池模组2101的电压为600V,那么可将300块单体电池串联形成电压为600V的电池模组2101,另外由于单个电池模组2101的输出电流和容量有限,故可将多组电池模组2101并联,以提升电池阵列2112的输出电流和容量。再通过多个蓄能系统模块2110并联,从而可得到输出电流和输出容量非常大的蓄电池蓄能系统2100,可以可靠地应用于核电站中。
[0216] 具体地,所述电池模组2101模块化设计且可拆卸式固定于电池柜上。以便于电池模组2101的拆装与维护。优选地,同一电池阵列2112的电池模组2101设置于同一电池柜上,以便于装配和维护。
[0217] 具体地,所述电池模组2101与换流设备2111之间设置有第二开关控制单元2150,由在线监控系统控制;以自动投切电池模组2101。另外地,也可通过人工操作手动投切电池模组2101。所述蓄能系统模块2110与汇流母线2920之间设置有第一开关控制单元2160,由在线监控系统控制;以自动投切蓄能系统模块2110。另外地,也可通过人工操作手动投切蓄能系统模块2110。一旦在线监控系统检测到某一电池模组2101或蓄能系统模块2110的电压、电流、容量或温度等设守参数处于设定的标准值以外时,便可及时按程序切除 电池模组2101或蓄能系统模块2110,并将另一处于备用状态下的电池模组2101或蓄能系统模块2110投运。
[0218] 当超设计基准的极端自然灾害发生时,核反应堆很可能将全部停止运行而失去厂用电,而连接于外部电网的输电线也很可能由于地震、台风等灾害而使电线杆倒塌、输电线路中断,外部输入的应急电源也无法工作;而作为目前最终应急电源的固定式柴油发电机组,由于内燃机工作时需要空气,其无法与外部完全隔绝。如超设计基准灾害中地震叠加海嘯同时发生的自然灾害,柴油发电机房被海水淹没而使柴油发电机失效,相关用电设备得不到及时供电,冷却系统无法正常工作,核电站中反应堆的余热不能排出,导致了严重的灾难性后果。本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的系统便可解决上述的技术问题。
[0219] 蓄电池蓄能系统2100与柴油机等相比,其具有柴油机无法比拟的优势:首先,柴油机工作时需要消耗空气,其根本无法与外部进行密封隔绝,一旦产生海嘯、洪水等超设计基准的灾害,水流将直接冲击并淹没柴油机,柴油机组将无法工作,作为目前核电站的最后一道应急电源,其可靠性低;而本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的系统,其内的蓄电池工作时可处于完全隔绝的空间内,考虑到蓄电池充放电时将产生一定的热量,可通过空调设备或热管散热器或热板散热器将热量排出。具体地,可将热管或热板的蒸发端贴紧于蓄电池或合适的位置,再将冷凝端放置于隔绝空间外侧,热管或热板穿设于隔绝空间的墙体并设置成密封。蓄电池产生的热量通过蒸发端将热管或热板内液体蒸发,然后在冷凝端液化,将蓄电池充放电时产生的热量带出,达到散热的目的,冷凝端的液体再沿热管内的毛细管回流至蒸发端,形成散热循环。以使蓄电池的工作温度维持在合理的范围内,从而使本发明实施提供的向核电站提供应急动力电源的系统可以正常可靠地运行,且有利于延长蓄电池的使用寿命。另外,也可用空调、水冷装置对蓄电池蓄能系统2100进行冷却。另外,柴油机组作为一种复杂的机械设备,其由数千个以上的零件构成,故障点多且不易排除,一旦柴油机组产生机械故障,其将无法可靠地运行,而本发明实施例提供的向核电站提供应急动力电源的系统,其通过模块化的设计方式,可以很方便地将蓄能系统模块2110增加至蓄电池蓄能系统2100内或直接取代有故障的蓄能系统模块2110,具体应用中,可设置多个备用蓄能系统模块2110,平时这些蓄能系统模块2110处于备用状态,一旦系统中有蓄能系统模块2110损坏,可将损坏的蓄能系统模块2110从系统中断开,并将备用的蓄能系统模块2110并至系统中,保证系统在最恶劣的情况下仍然可以可靠的运行。另外,柴油机组的工作需要柴油,柴油作为一种易燃物,其存放要求高,不仅要防火防燃,而且需防范一些其余的意外事件,危险系数高,而本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的系统,其不存在这些问题,可靠性高。最后,柴油机组启动和建立功率所需的时间较长,而本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的系统,其蓄电池提供电源几乎是瞬时的,不存在时间差,对于有不间断要求的厂用应急设备来说有着重要的意义。
[0220] 蓄电池蓄能系统2100优先选用锂电池作为储能的最小单元,目前,国内先进的成熟锂电池储能密度已达到140KWH/T,预计不久可以生产出超过1200KWH/T的超高储能密度的电池;已初步满足大容量储能系统的储能需求。先进的成熟锂电池的使用寿命长,可以循环充放电6000〜10000次,可以满足核电站使用寿期内的使用需求。与铅酸电能池相比,具有体积小,重量轻,维护周期长、可靠性高、使 用寿命长等优点。锂电池与燃料电池相比,具有安全性佳,结构简单等优点,无需设置氢气、氧气等供气装置,而且燃料电池启动和建立功率所需的时间长,无法及时提供应急供电,另外,燃料电池工作时温度高,其可靠性差,故本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的系统,不选用铅酸蓄电池和燃料电池,而是选用结构、原理均不同于铅酸蓄电池和燃料电池的锂电池等合适类型的蓄电池,其可靠性高。
[0221] 通过采用上述锂电池等安全性能佳的电池,该电池在挤压、针刺、过充、高温试验条件可做到不起火、不冒烟、不爆炸。在线监控系统对各蓄能系统模块2110及各电池阵列2112、电池模组2101、单体电池进行电压、电流等实时采样,具有过温、过压、过流等监控、控制和保护功能。
[0222] 蓄能系统模块2110的充电系统通过高频充电模块并联冗余方案,即使有某一个模块故障也不会影响到整个系统正常运行。充电系统具有过压保护、过流保护、欠流保护等功能,同时在充电过程中与电池管理系统(BMS)进行实时通信,监控充电状态,充电系统或蓄电池蓄能系统2100中任一方面出现较大的故障,充电装置都将停止充电并发出警报。
[0223] 逆变并网系统:逆变并网系统采用高可靠性功率开关器件,运用DSP数字控制,输出经工频变压隔离,保证逆变器自身出现故障时不会影响电网。换流设备2111具体要求有输入接反保护、输入欠压保护、输入过压保护、输出过载保护、输出短路保护、过热保护等功能,保证了换流设备2111的自身工作的安全性。同时具有电网电压异常保护、电网频率异常保护、接地保护、孤岛效应保护等功能,保证了系统并网运行的安全性和可靠性。
[0224] 在线监控系统实时监控电池及电池蓄能管理系统、充电系统、逆变并网系统和各开关柜的状态,并通过联锁控制方式防止充电模式和放电模式同时进行,保证系统的正常运行。
[0225] 蓄电池蓄能系统2100的高压、低压交流和直流等一次部分均采用具有过负荷和短路保护的开关器件,并通过配套的继电保护监控系统的运行状态,保证系统能够正常运行。
[0226] 可靠性分析:蓄电池蓄能系统2100由多个蓄能系统模块2110并联组成,蓄能系统模块2110由换流设备2111和电池阵列2112组成,电池阵列2112由多个电池模组2101并联组成,当某个器件发生故障时,通过在线监控系统隔离相应的器件即可,不会造成储能电站整体退备,仅仅降低本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的系统的额定功率和总容量的大小。
[0227] 因此,通过本发明实施例所提供的向核电站提供应急动力电源的系统,可取代现有技术中核电站中其它应急电源或作为现有技术中核电站应急电源的补充,大大增强了核电站抵抗超设计基准灾害的能力,根据核电站安全概率分析计算,基准总风险CDF (/堆年)由2. 13E-05下降至I. 67E-05,可使核电站反应堆堆芯熔化概率降低21. 6%,对保证核电站的安全提供了重要保障。
[0228] 具体地,所述蓄电池蓄能系统2100上连接有低压开关2120,所述低压开关2120通过变压器2130连接于中压开关或高压开关2140,以将蓄电池蓄能系统2100所输出的电压升至合适的电压。
[0229] 在核电站正常运行时,蓄电池蓄能系统2100处于充满电的备用状态下,可通过在线监控系统监控到达到触发条件下自动启动或通过操作人员直接手动强制启动,从而将蓄电池蓄能系统2100作为应急电源向核电站内厂用应急设备进行供电,保证了核电站的用 电安全。
[0230] 具体地,所述电池模组2101固定于电池柜上,所述电池柜上设置有电池模组监控器3008,所述电池柜设置于所述存放装置内。
[0231] 具体地,所述蓄电池蓄能系统2100固定于防水、防震且可调节温度的存放装置内,以保证蓄电池蓄能系统2100工作的可靠性。
[0232] 所述蓄能系统模块2110包括可实时监测和控制各电池模组2101状态的电池模组监控器3008。各蓄能系统模块2110可并联连接,形成一大容量蓄能系统,能够在核电站失去外部电源和现有应急电源时,及时向核电站用电设备供电,为核电站的专设安全设施、反应堆堆芯余热排出和乏燃料水池冷却提供动力,进一步提高核电站核安全水平。
[0233] 图4-图7展示了本发明电池模组2101结构及使用时的安装方式及安装结构。
[0234] 参见图6,所述电池模组2101可由多个电池包3044串联或/和并联构成,所述电池包3044由多个单体电池3028串接后通过模块化形成。上述构成方式,一方面可方便各单体电池3028之间的连接、组合、包装、运输和安装,同时可根据核电厂供电和安全防护要求灵活配置所需的容量,以满足其负载要求,方便、快捷,容易实现。
[0235] 所述各单体电池3028可根据实际需要成行或成列排列串接,相邻各单体电池3028之间可夹设有柔性垫或至少两竖向设置的柔性条3030,可防止由于两电池之间的空隙导致其相互摆动、撞击而引起损坏,且可补偿各单体电池3028外表面加工误差,柔性条之间的空隙也有利于气流的流通,实现散热效果。同时,各相邻的单体电池3028的正、负极柱之间采用柔性电连接方式。参见图6和图7,具体结构设计中,柔性连接件3029的软线3033与柔性电连接件3029两端的连接头金属部分3036相连,各单体电池之正、负极柱3025的金属头3032上开设螺栓孔,通过一螺栓3034将柔性连接件3029两端的连接头金属部分3036压紧于各相邻两单体电池之正、负极柱3025的金属头3032上。螺栓3034固定于连接孔上后,可用一绝缘罩3035包覆。这样,在整个电池模组2101受到外来冲击力时,柔性电连接线3033可承受和吸收其冲击,以保证电池模组2101的正常使用。
[0236] 所述单体电池3028内置有温度采集元件、电压采集元件,用于将采集的单体电池3028温度和电压信号传送至单体电池3028的信号端口 3031上,所述信号端口 3031的信号传送至所属电池包的插针式信号处理模块3027的汇总端子排上,所述信号处理模块3027通过数据传输线与电池模组监控器3008相连。
[0237] 所述信号处理模块3027的端子排拔出后,对应的所有单体电池3028便与信号处理模块3027断开连接,以方便电池包的拆卸和更换,以减少接线工作量。
[0238] 本发明具体结构中,为方便使用、安装和更换,可将多个电池包固定于一电池柜3042或电池架内,所述电池柜3042或电池架内设置有多个平行设置的隔板3024,形成可放置多个电池包的电池仓3010,所述插针式信号处理模块3027设于电池仓3010内,便于电池包3044中各单体电池3028的一次性插拔。于电池柜3042或电池架侧端,竖向设有布线仓3011,用于集中、固定各种电缆线,防止线的散乱和相互的牵扯及意外短路。所述电池模组监控器3008可设于柜体或架体上,便于操作者察看电池模组2101中各单体电池3028的状态参数,电池模组监控器3008同时向中央控制系统3040通过CAN总线通讯进行数据传递。 [0239] 在所述电池柜3042的背部,还开设有可进气的百叶窗,顶部设有排气风扇3007,用于排除柜内的热量,提高各电池模组2101的散热性能,有利于提高电池的使用寿命。
[0240] 本发明具体结构设计中,为便于安装,可将所述电池包3044置于一外壳内,再安装于所述电池仓3010内;为防止电池包3044安装于外壳内时因震动引起的晃动,本发明在所述外壳内壁,设有与所述电池包外侧柔性接触的弹性件。
[0241] 为更好的固定各单体电池3028,所述外壳上还设有一可将外壳内单体电池压紧、固定的端盖。
[0242] 为提高置于外壳内的电池模组2101散热性能,可在所述外壳侧面及底面开设散热槽。
[0243] 为便于装有电池包的外壳在电池仓3010内的固定,在所述外壳两个侧面分别设置有可固定在电池仓3010上的第一连接件,通过该第一连接件可将各电池包3044牢固固定在电池仓3010内。
[0244] 为方便电池包的更换和维修,在所述外壳底部,设有至少二个滚轮或滚轴,操作者可很方便将电池仓3010内电池包抽出和放入。
[0245] 参见图5,本发明也可将所述单体电池3028排列后的电池包置于一端开口的电池筐3012上,再安装于所述电池仓3010上;同样地,所述电池筐3012上设有与所述电池包3044外侧柔性接触的弹性件,防止电池包3044安装于电池筐3012内时因震动引起的晃动。
[0246] 所述电池筐3012上设置有第二连接件,用于连接可将排列于电池筐3012内各单体电池3028拉紧的紧固条3019。
[0247] 同样地,为便于装有电池包的电池筐3012在电池仓3010的固定,在所述电池筐3012背面上方设有固定耳3016,固定耳3016可固定于电池仓的定位耳3015上;在所述电池筐3012的正面中间位置设有固定耳3018,固定耳3018可固定于电池仓内的定位耳3017上;在电池筐3012的底面两端有四个底脚3020,底脚3020可固定于电池仓3010的承力梁3021上。为了使电池筐3012中的电池包不在地震中上下窜动,电池仓3010内设有可固定在角钢3014上的压条3013,将电池包压紧。
[0248] 为方便电池包3044的更换和维修,在所述电池筐3012底部,设有至少二个滚轮3022或滚轴,操作者可很方便将电池仓3010内的电池包3044抽出和放入。
[0249] 所述电池柜柜体包括设置于四条竖直边内部竖直方向的四根槽钢、电池仓两侧的钢架结构、电池柜柜体的侧面焊接加强钢梁;加强钢梁对角交叉设置及对中设置,分别连接于相邻槽钢上,大大增强了电池柜机体的结构稳定性,即使在高烈度的地震等恶劣情况下,电池柜柜体仍然可以保证结构的可靠性,电池柜柜体不会变形,从而保证电池柜柜体内部的电池包的可靠性。
[0250] 所述隔板3024通过锁紧件固定连接于所述槽钢上,其拆装方便且结构可靠,即使在地震等极限情况下仍然可以使隔板可以可靠地固定。
[0251] 优选地,所述锁紧件为螺栓,所述锁紧件穿设于所述固定通孔和安装通孔,螺栓采用6. 8级以上的螺栓,以保证结构的可靠性。
[0252] 具体地,所述电池柜柜体的底部设置有安装部件,电池柜柜体固定于水泥台3026上,水泥台3026中预埋有预埋件,所述预埋件上设置有螺丝孔,所述安装部件通过紧固件锁紧于预埋件的螺丝孔内,通过这样的设计,可以使电池柜柜体可靠地固定于预埋件上。预 埋件埋设于水泥台3026中,其十分稳固。
[0253] 优选地,所述紧固件为螺栓,所述螺栓上套设有弹性垫片,以提高结构的可靠性。
[0254] 电池柜3042顶端设有吊耳3005,方便安装阶段进行吊装。电池柜3042顶端设有电缆孔3006,对进出电缆进行固定,电缆孔3006用防火材料进行封堵。电池柜正面和背面有柜门3043,正面和背面的柜门3043均打开后,可对电池柜3042的设备进行两个方向的操作,十分方便。柜门3043设有上下两个锁紧把手3009。
[0255] 如图1、9、10、12、13、16、17所示,所述存放装置包括一可抗震的容置腔体,可由钢筋混凝土浇铸而成,也采用金属材料或其他可抗震、防压、防水材料组合制成,其腔体结构强度应满足其外侧在水淹或其他物体冲击的情况下,仍能保持完整,其腔体内表面可设置阻燃材料,用于防止火灾对容置腔体产生的损害。参见图1、9、10、12、13、16、17,所述容置腔体具有可存放电池柜或电池架4101、换流设备2111及监视和控制设备4301的空腔,其中存放有电池柜或电池架4101的空腔四周密封,可抵御水淹或其他物体冲击。所述换流设备2111及监视和控制设备4301的存放位置高于电池柜或电池架4101的存放位置。本发明图示实施例设置有至少两层空腔,其一可放置多个电池柜或电池架4101,其二可放置换流设备2111、监视和控制设备4301,还可放置配电设备4402等,还可设置检修间,用于放置各工具及备用的电池模组2101。换流设备2111及监视和控制设备存放在高于电池柜或电池架4101存放的空腔内。为保证其设备的抗震性能,电池柜或电池架4101与换流设备2111及监视和控制设备4301上设置有多个可抗SSE地震的柔性电连接接口。
[0256] 本发明具体实施例结构中,容置腔体分层设置有两层,且分设三个不同的空腔,其中整个第一层空腔4001为一单独的空腔(参见图9、10、12、13、16、17),用于置放多个电池柜或电池架4101,第二层分两个空腔4003、4004,其中一个空腔4004用于放置与电池柜或电池架4101电连接的换流设备2111。换流设备2111具备以下功能:(I)交直流变换的功能;(2)电能容量增减的功能;(3)蓄能系统自身配电;(4)正常运行时,接受外电网高压电,并将其转换为换流站所需电压等级的交流电;(5)当外电网需电时,将换流设备2111输出的交流电变换成高压电输出。第二层另一个空腔4003为一控制室,用于放置监视和控制设备4301,可以监测整个蓄能系统的整体状态,可以操作和调配蓄能电量的输入和输出。
[0257] 所述电池模组2101可放置于电池柜或电池架4101上,所述电池柜或电池架4101与第一层空腔4001空腔底面固定连接。[0258] 请再参见图9、图12,用于放置电池柜或电池架4101的空腔开设有通道口,一方面用于设备的运输,另一方面用于操作人员的出入。该通道口可设置于第一层空腔4001的侧壁,为避免灾害产生时水、泥石流等进入,可通过防水门4104封闭,使之形成一可四周封闭的空腔,有效防止了灾害对电池柜或电池架4101及其他电气部件造成的损坏而失去其作为应急电源的正常使用。
[0259] 或者,如图16和图17所示,该通道口可设置于第一层空腔4001顶部,该通道口高度应保证在洪水、海嘯、泥石流等情形下不能进入其内。于所述通道口的上方,还设有一设备运输仓4009,其顶部设有吊装机构4901,可将各电池柜或电池架4101运送至第一层空腔4001内。当然,也可将电池柜或电池架4101吊出,第一层空腔4001内还设置有方便操作及检修人员进出的爬梯或楼梯4902。
[0260] 参见图9、12、16,容置腔体应具有相应地震地区的抗震设防,同时要加强地面整体的稳固性,使其在地震时其地面的安装物既不发生相互位移碰撞,也不会整体由基础地面掉下。
[0261] 进一步地,存放有电池柜或电池架4101的第一层空腔4001底面上,还设有基座4102,该基座4102应高于第一层空腔4001底面,以防止底面水及杂质对电池柜或电池架4101的损害。所述电池柜或电池架4101固定于所述基座4102上,在基座4102与电池柜或电池架4101的连接面上,可加设可抗震的弹性垫4150,以使置于基座4102上的电池柜或电池架4101牢固的固定,而且可避免地震发生时两者之间的相互撞击,从而保证整个蓄能系统的安全、可靠。
[0262] 具体结构设计中,基座4102可采用高强度、耐腐蚀、抗震性能较强的材料构成,且能与第一层空腔4001底面较好的结合,可保证与电池柜或电池架4101整体构件连接牢固可靠。基座4102可由多个高于地面的凸台组合构成,各凸台可为锥台状结构,其可为圆锥台、多边形锥台或梯形锥台,使之形成一排水坡度,凸台上表面为防滑面,电池柜或电池架4101底部固定于凸台,其连接面夹设可抗震的弹性垫4150。
[0263] 或者,所述基座4102可为具有多个镂空区域的基台构成(未画出),电池柜或电池架4101底部固定于基台实体部分上,其镂空区域便于洪水、海嘯、泥石流等灾害发生时水流的溢出。同样地,基台上表面应为防滑面。
[0264] 上述基座4102的设置,便于第一层空腔4001内有水渗入时,能使水流很快从基座4102上流出,可保证设于基座4102上的蓄能电池柜或电池架4101不被水侵蚀,提高了蓄能电池柜或电池架4101可靠性。
[0265] 进一步地,可在第一层空腔4001地面开设一积水坑4109,为防止积水过多蔓延至地面,其坑内设置有可将积水抽取到容置腔体外的排水设备4108。
[0266] 为保证电池柜或电池架4101的第一层空腔4001在遇到火灾等情形时的安全,安装有电池柜或电池架4101的上方还设置有多个可在火灾时喷水的喷嘴4105,各喷嘴4105可设置于一固定在第一层空腔4001顶面的输水管4158上,该输水管4158设有两个分支,通过一三通管相连,其中一管路与设于容置腔体外部的水箱4007相连,其管路上设有抽水泵4601及控制阀4008,另一管路则延伸于积水坑4109内,其管路上亦设有控制阀4107,该输水管路4158入水口置于积水坑4109内。通过输水管路4158,可在火灾时将水箱4007内的水引入喷嘴4105内实现其灭火功能。同时,还可在外部水箱4007中的水不够的情形下,通过控制阀4107将积水坑4109内的水引入喷嘴4105内进行灭火。因此,积水坑4109还可用于收集喷嘴4105喷淋出的水,作为备用的消防水源。
[0267] 进一步地,在积水坑4109内,还设有过滤装置(未图示),喷淋水和积水可通过一粗过滤网过滤后进入积水坑4109,再经一细过滤网进入抽水泵4108吸入口,以保证抽水设备
可靠性。
[0268] 由于第一层空腔4001放置电池柜或电池架4101,应强迫其通风、散热,保证其使用寿命,通风主要用于排除室内的气体,并兼作调节室温之用,以保持第一层空腔4001内的温度经常在10〜30°C之间,可保证电池柜或电池架4101正常使用,提高其使用寿命。所述第一层空腔4001的顶部设有至少一可防水的通风口 4005,其与一设置于容置腔体外部的通风设备4501相连,通风排气管应引至容置腔体外高于其屋顶的位置,进风口应装设空气滤过设备,以保证电池柜或电池架4101处于正常的工况下。
[0269] 由于所述第二层两个空腔4003、4004放置的是电气设备,为保证这些电气设备的正常运行,本发明实施例结构中,于所述容置腔体之外部,还可设有可对第二层两个空腔4003、4004进行散热的空调设备。
[0270] 请参见图9、12,本发明防水门4104可设置为下述两种不同的实施方式:
[0271] 实施例一:
[0272] 参见图9至图15D,所述防水门4104的第一种方式中,
[0273] 所述防水门4104可铰设于通道口处,通过铰轴与容置腔体转动连接。具体可在通道口处设有一铰轴4111,在防水门4104侧面对应位置设置可套设于该铰轴4111上的套筒4115,由套筒4115和铰轴4111配合,使防水门4104绕铰轴4111转动,实现其通道口的打开和关闭。
[0274] 或者,也可在所述通道口处设有一套筒4115,在防水门4104侧面对应位置设置可插设于套筒4115内的铰轴4111,通过套筒4115和铰轴4111的配合,使防水门4104绕铰轴4111转动,同样可实现其通道口的打开和关闭。
[0275] 为保证防水门4104可靠的封闭,在防水门4104内平面,与通道口相对之周边,可贴设有密封条4103,即沿防水门4104内平面四周贴设密封条4103,相应地,于所述通道口周边,加工有可与防水门周边密封条4103紧密接触的结合面,以保证防水门4104能完全将通道口密闭。
[0276] 进一步地,防水门4104上还设有可将通道口封闭后与容置腔体固定的锁定结构,以保证防水门4104可靠的将通道口封闭。
[0277] 所述锁定结构设于所述防水门4104 —侧,其由设于所述防水门4104上的搭扣和设于外墙体上的倒钩配合构成。(未图示)
[0278] 或者,所述锁定结构设于所述防水门4104—侧,其由设于所述防水门4104上的延伸块4112和设于外墙体上的连接件4114通过螺栓旋合或插销构成(参见图11C、11D)。
[0279] 实施例二 :
[0280] 参见图12、13、14A、14B、14C,第二种方式中,所述通道口处设有一供平时出入用常开启的内门4160,防水门4104旁设于容置腔体的外壁,且常设于通道口以外的位置。
[0281] 具体地,内门4160的结构设计可采用下述两种方式:
[0282] 在所述通道口处设有一套管,在内门4160侧面对应位置设置可插设于套管内的转轴,由套管和转轴配合,使内门4160绕转轴转动,实现其通道口的打开和关闭,方便操作人员的出入(未画出)。
[0283] 或者,在所述通道口处设有一转轴,在内门4160侧面对应位置设置可套设于该转轴上的套管,由套管和转轴配合,使内门4160绕转轴转动,同样可实现其通道口的打开和关闭(未画出)。
[0284] 参见图14A、14B、14C,本发明于所述通道口上、下端,还分别具有一导轨4119和4120,防水门4104上、下端分别设置有滚轮4110,置于上述导轨4119和凹槽4120内,用于导引防水门4104的横向移动,凹槽4120两端均设有可使防水门4104移动定位的止挡块
4121。防水门4104—般置于通道口以外的位置,平时由内门4160实现第一层空腔4001空腔的启闭。当发生灾害时,可将防水门4104横向移动,当移动到预设的位置时,可将其锁死固定,从而将通道口完全封闭,保证海水、洪水或泥石流不会进入第一层空腔4001空腔内。
[0285] 同样地,在防水门4104与通道口相对的内平面之周边,可贴设有密封条4103,SP沿防水门4104内平面四周贴设密封条4103,相应地,于所述通道口周边,加工有可与防水门4104周边密封条4103紧密接触的结合面,以保证防水门4104能完全将通道口密闭。
[0286] 为进一步保证电池柜或电池架4101的安全,所述防水门4104上还设有可与容置腔体外壁对应配合的锁定结构。
[0287] 具体结构中,所述防水门4104两侧可分别向外延伸有两凸耳4117,所述外壁上对应设有可与防水门4104上两凸耳叠合的连接块4118,通过螺栓旋合形成所述锁定结构。
[0288] 需要说明的是,防水门4104对通道口的封闭,及与容置腔体外壁的连接方式,并非上述描述的几种,还可采用多种不同的结构,在此不再赘述。
[0289] 图18示出了换流设备的结构,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0290] 作为本发明一实施例,多路换流单元为多路双向换流器5100,所述每一路双向换流器5100的交流侧接汇流母线,所述每一路双向换流器5100的直流侧接直流母线。
[0291] 作为本发明一实施例,采样单元为:
[0292] 分别与每一路双向换流器5100的交流侧连接的交流侧采样单元5200 ;
[0293] 分别与每一路双向换流器5100的直流侧连接的直流侧采样单元5300。
[0294] 核电站应急动力电源换流设备还包括:
[0295] 分别与多路双向换流器5100连接的多个内置控制器5400,用于分别控制多路双向换流器5100的IGBT开关导通和关断时间完全同步,使多路双向换流器5100均流、稳压同步工作;以及
[0296] 分别与交流侧采样单元5200、直流侧采样单元5300与多个内置控制器5400连接的中央控制器5500,用于根据交流侧采样单元5200和直流侧采样单元5300采集的电信号,对多个内置控制器5400的工作进行控制。
[0297] 图19示出了本发明提供的核电站应急动力电源换流设备的内置控制器的结构,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0298] 作为本发明一实施例,内置控制器5400包括:
[0299] 与一路双向换流器5100的交流侧连接的交流侧采样模块54001。
[0300] 作为本发明一实施例,内置控制器5400还包括:[0301] 与所述一路双向换流器5100的直流侧连接的直流侧采样模块54002。
[0302] 作为本发明一实施例,内置控制器5400还包括:
[0303] 分别与交流侧采样模块54001、直流侧采样模块54002、中央控制器5500和一路双向换流器5100连接的控制模块54003,用于根据交流侧采样模块54001和直流侧采样模块54002采集的电信号以及中央控制器5500的控制信号,使一路双向换流器5100输出的电信号值与预设电信号值相同。
[0304] 作为本发明一实施例,每一路双向换流器5100的交流侧与汇流母线2920之间还连接有一交流滤波单元5600。
[0305] 作为本发明一实施例,每一路双向换流器5100的直流侧与直流母线2930之间还连接有一直流滤波单元5700。
[0306] 作为本发明一实施例,中央控制器5500分别通过双线串行通信的CAN-BUS总线分 别与多个内置控制器5400连接。
[0307] 作为本发明一实施例,中央控制器5500采用DSP。
[0308] 作为本发明一实施例,中央控制器5500采用可编程先进控制器。
[0309] 作为本发明一实施例,交流侧采样单元5200采集的电信号包括交流电压、交流电流或相角。
[0310] 作为本发明一实施例,直流侧采样单元5300采集的电信号包括直流电压或直流电流。
[0311] 图20示出了本发明提供的核电站应急动力电源换流设备的结构,为了便于说明,仅不出了与本发明实施例相关的部分。
[0312] 作为本发明一实施例,多路换流单元为多路整流器5101,所述每一路整流器5101的交流侧接汇流母线,所述每一路整流器5101的直流侧接直流母线2930。
[0313] 作为本发明一实施例,采样单元为:
[0314] 分别与每一路整流器5101的直流侧连接的直流侧采样单元5301。
[0315] 核电站应急动力电源换流设备还包括:
[0316] 分别与多路整流器5101连接的多个内置控制器5401,用于分别控制多路整流器5101的IGBT开关导通和关断时间完全同步,使所述多路整流器5101均流、稳压同步工作;以及
[0317] 分别与所述直流侧采样单元5301与多个内置控制器5401连接的中央控制器501,用于根据所述直流侧采样单元5301采集的电信号,对所述多个内置控制器5401的工作进行控制。
[0318] 图21示出了本发明提供的核电站应急动力电源换流设备的内置控制器的结构,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0319] 作为本发明一实施例,所述内置控制器5401包括:
[0320] 与所述一路整流器5101的直流侧连接的直流侧采样模块54012。
[0321] 作为本发明一实施例,所述内置控制器5401还包括:
[0322] 分别与所述直流侧采样模块54012、中央控制器5501和一路整流器5101连接的控制模块54013,用于根据所述直流侧采样模块54012采集的电信号以及中央控制器5501的控制信号,使所述一路整流器5101输出的电信号值与预设电信号值相同。[0323] 作为本发明一实施例,所述每一路整流器5101的交流侧与汇流母线之间还连接有一交流滤波单元5601。
[0324] 作为本发明一实施例,所述每一路整流器5101的直流侧与直流母线之间还连接有一直流滤波单元5701。
[0325] 作为本发明一实施例,所述中央控制器5501分别通过双线串行通信的CAN-BUS总线分别与所述多个内置控制器5401连接。
[0326] 作为本发明一实施例,所述中央控制器5501采用DSP。
[0327] 作为本发明一实施例,所述中央控制器5501采用可编程先进控制器。
[0328] 作为本发明一实施例,所述直流侧采样单元5301采集的电信号包括直流电压或 直流电流。
[0329] 图22示出了本发明提供的核电站应急动力电源换流设备的结构,为了便于说明,仅不出了与本发明实施例相关的部分。
[0330] 多路换流单元为多路逆变器5102,所述每一路逆变器5102的交流侧接汇流母线,所述每一路逆变器5102的直流侧接直流母线。
[0331] 作为本发明一实施例,所述采样单元为:
[0332] 分别与每一路逆变器5102的交流侧连接的交流侧采样单元5202。
[0333] 核电站应急动力电源换流设备还包括:
[0334] 分别与所述多路逆变器5102连接的多个内置控制器5402,用于分别控制所述多路逆变器5102的IGBT开关导通和关断时间完全同步,使所述多路逆变器5102均流、稳压同步工作;以及
[0335] 分别与所述交流侧采样单元5202与多个内置控制器5402连接的中央控制器5502,用于根据所述交流侧采样单元5202采集的电信号,对所述多个内置控制器5402的工作进行控制。
[0336] 图23示出了本发明提供的核电站应急动力电源换流设备的内置控制器的结构,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0337] 作为本发明一实施例,所述内置控制器5402包括:
[0338] 与所述一路逆变器5102的交流侧连接的交流侧采样模块54021。
[0339] 作为本发明一实施例,所述内置控制器5402还包括:
[0340] 分别与所述交流侧采样模块54021、中央控制器5502和一路逆变器5102连接的控制模块54023,用于根据所述交流侧采样模块54021采集的电信号以及中央控制器5502的控制信号,使所述一路逆变器5102输出的电信号值与预设电信号值相同。
[0341] 作为本发明一实施例,所述每一路逆变器5102的交流侧与汇流母线之间还连接有一交流滤波单元5602。
[0342] 作为本发明一实施例,所述每一路逆变器5102的直流侧与直流母线之间还连接有一直流滤波单元5702。
[0343] 作为本发明一实施例,所述中央控制器5502分别通过双线串行通信的CAN-BUS总线分别与所述多个内置控制器5402连接。
[0344] 作为本发明一实施例,所述中央控制器5502采用DSP。
[0345] 作为本发明一实施例,所述中央控制器5502采用可编程先进控制器。[0346] 作为本发明一实施例,所述交流侧采样单元5202采集的电信号包括交流电压、交流电流或相角。
[0347] 图34示出了本发明实施例提供的核电站应急动力电源换流设备的同步工作控制方法的流程图。
[0348] 核电站应急动力电源换流设备的同步工作控制方法流程如下:
[0349] 步骤S101,多个内置控制器分别采集多路换流单元输出的电信号值;
[0350] 步骤S102,中央控制器根据所述电信号值,计算出电信号平均值;
[0351 ] 步骤S103,采样单元采集多路换流单元输出的电信号数值的实时并列电信号平均值;
[0352] 步骤S104,中央控制器根据所述电信号平均值和实时并列电信号平均值,计算电 信号平均
[0353] 差值,并对所述电信号平均差值进行分解,得到补偿值;
[0354] 步骤S105,多个内置控制器得到补偿值,并控制与所述内置控制器相对应的换流单元输出的电信号,使所述多路换流单元输出的电信号同步。
[0355] 图24示出了本发明实施例提供的核电站应急动力电源换流设备的模块结构。
[0356] 核电站应急动力电源换流设备的工作模式分为两种:一种是将交流电变直流电;另一种是将直流电变交流电。
[0357] 工作模式的选择由工作模式选择器来控制,工作模式选择器可通过自动检测、接受来自核电站应急动力电源之蓄能系统的在线监控系统的远动信号和手动信号来决定双向换流设备的工作模式。核电站应急动力电源换流设备的运行模式有以下几种:
[0358] a)平均充电:在蓄电池电量下降或放电试验完成后,需要对电池深度充电,可以设置为均充,保证蓄电池储存尽可能多的电量;
[0359] b)强制充电:在核电站可能面临失电风险时,可以对蓄电池进行强制充电,保证电池阵列储存更多的电量,以应对电站失电后的需求;
[0360] c)强制放电:正常运行时,强制放电可以实现一个模块的放电试验,并将其电能转移入其他模块;最为重要的是,可以在电站在危急情况下让其输出尽可能多的电量,直至电池模组损坏为止。
[0361] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (74)

1.向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,提供蓄电池蓄能系统,连接于应急母线中,并由在线监控系统对所述蓄电池蓄能系统进行监控; 在核电站的用电设备失电时,由所述在线监控系统启动所述蓄电池蓄能系统,并通过应急母线向核电站的用电设备供电。
2.如权利要求I所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,所述蓄电池蓄能系统包括多个并联的蓄能系统模块,所述蓄能系统模块具有抗震结构。
3.如权利要求I所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,所述蓄电池蓄能系统包括多个并联的蓄能系统模块,蓄能系统模块通过汇流母线连接至应急母线上。
4.如权利要求3所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,所述蓄能系统模块包括换流设备和电池阵列,将电池阵列通过换流设备连接于汇流母线上,所述电池阵列包括多个电池模组,所述多个电池模组并联于所述换流设备上以増加电池阵列的容量,所述电池模组由多个单体电池串或/和并联而成以增加电池模组的电压/电流。
5.如权利要求4所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在干,于所述蓄能系统模块与汇流母线之间设置第一开关控制単元,所述第一开关控制単元与在线监控系统之间连接,由所述在线监控系统控制所述第一开关控制単元; 于所述电池模组和换流设备之间设置第二开关控制単元,第二开关控制単元与所述在线监控系统之间连接,由在线监控系统控制所述第二开关控制単元。
6.如权利要求5所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,于所述第一开关控制单元设置手动操作机构;于所述第二开关控制单元设置手动操作机构。
7.如权利要求3所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在干,于所述汇流母线上连接低压开关,于所述低压开关上连接变压器,所述变压器通过中压开关或高压开关连接于应急母线。
8.如权利要求3所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,其中一所述蓄能系统模块于充放电实验时可用于对另ー蓄能系统模块进行充电。
9.如权利要求I至8中任一项所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,所述在线监控系统对所述蓄电池蓄能系统进行监控包括: 采集蓄电池蓄能系统中电池的性能參数; 根据电池的性能參数计算蓄电池蓄能系统的总容量; 监测核电站的运行エ况,根据核电站的运行エ况计算核电站当前运行エ况下的负荷容量; 根据蓄电池蓄能系统的总容量和核电站的负荷容量确定核电站当前系统エ况下蓄电池蓄能系统的剩余放电时间并输出。
10.如权利要求9所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,核电站的运行エ况包括正常运行并失电模式、停堆并失电模式、安注并失电模式、反应堆冷却剂丧失事故LOCA并失电模式以及极端事故模式。
11.如权利要求9所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,在所述采集蓄电池蓄能系统中电池的性能參数的步骤之后, 根据蓄电池蓄能系统中电池的性能參数,判断蓄电池蓄能系统中的各单体电池的状态是否异常,在蓄电池蓄能系统中的单体电池的状态异常时,给出报警并定位状态异常的单体电池的物理位置。
12.如权利要求9所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,在所述采集蓄电池蓄能系统中电池的性能參数的步骤之后, 根据蓄电池蓄能系统中电池的性能參数,判断电池模组是否存在故障,并在电池模组存在故障时,隔离存在故障的电池模组并投运备用电池模组。
13.如权利要求12所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,隔离了存在故障的电池模组后, 对排除了故障后的电池模组进行手动或者自动复位处理。
14.如权利要求9所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,所述方法还包括下述步骤: 接收主控制室的指令对蓄电池蓄能系统中的电池模组进行投运或切除控制。
15.如权利要求9所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,所述方法还包括下述步骤: 监测应急母线的电压值,当应急母线失去电压的时间超过预设时间时,产生系统投运信号; 根据系统投运信号,蓄电池蓄能系统向应急母线供电。
16.如权利要求15所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于, 投运蓄电池蓄能系统中的第一蓄能系统模块; 投运蓄电池蓄能系统中的第二蓄能系统模块,并循环执行,直到蓄电池蓄能系统中蓄能系统模块均投运完毕或者蓄电池蓄能系统满足供电需求为止。
17.如权利要求16所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,在所述投运蓄电池蓄能系统中的第一蓄能系统模块的步骤之前, 判断投运蓄电池蓄能系统中第一蓄能系统模块中的换流设备是否可用,如果可用,执行所述投运蓄电池蓄能系统中的第一蓄能系统模块的步骤,否则重新从蓄电池蓄能系统中选择ー个蓄能系统模块作为第一蓄能系统模块,并重新开始投运该第一蓄能系统模块。
18.如权利要求17所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,所述方法还包括下述步骤: 在判定投运蓄电池蓄能系统中第一蓄能系统模块中的换流设备可用吋,监测蓄电池蓄能系统中第一蓄能系统模块的电压是否达到截止电压,如果否,执行所述投运蓄电池蓄能系统中第一蓄能系统模块的步骤,否则执行所述重新从蓄电池蓄能系统中选择ー个蓄能系统模块作为第一蓄能系统模块,并重新开始投运该第一蓄能系统模块的步骤。
19.如权利要求16所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在干,所述投运蓄电池蓄能系统中的第二蓄能系统模块的步骤具体为: 判断投运蓄电池蓄能系统的第二蓄能系统模块中的换流设备是否可用,若是,对蓄电池蓄能系统的第二蓄能系统模块进行投运并网处理,否则重新从蓄电池蓄能系统中选择ー个蓄能系统模块作为第二蓄能系统模块,并重新开始投运该第二蓄能系统模块。
20.如权利要求19所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,所述对蓄电池蓄能系统的第二蓄能系统模块进行投运并网处理的步骤具体为: 检测汇流母线的电压的频率和相角以及第ニ蓄能系统模块输出电压的频率和相角;当第二蓄能系统模块输出电压的频率和相角与汇流母线的电压的频率和相角之间的差值小于预定值时,投运第二蓄能系统模块。
21.如权利要求20所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,所述方法还包括下述步骤: 当判定投运蓄电池蓄能系统的第二蓄能系统模块中的换流设备可用时,判断监测蓄电池蓄能系统中第二蓄能系统模块的电压是否达到截止电压,如果否,执行所述投运蓄电池蓄能系统中第二蓄能系统模块的步骤,否则执行所述重新从蓄电池蓄能系统中选择ー个蓄能系统模块作为第二蓄能系统模块,并重新开始投运该第二蓄能系统模块的步骤。
22.如权利要求21所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于,所述方法还包括下述步骤: 检测汇流母线的功率是否满足蓄电池蓄能系统的供电需求,如果是,则结束投运,否则继续投运第二蓄能系统模块。
23.如权利要求21所述的向核电站提供应急动力电源的方法,其特征在于, 当蓄能系统投运后,检测到的汇流母线的功率与蓄能系统的功率需求之差超过单个蓄能系统模块的功率吋,从已投运的蓄能系统模块中切除一个蓄能系统模块,循环执行该步骤,直到汇流母线的功率与蓄能系统的功率需求之差小于单个蓄能系统模块的功率为止。
24.向核电站提供应急动カ电源的系统,用于向核电站的用电设备提供应急供电,其特征在于,所述系统为蓄电池蓄能系统,其包括在线监控系统和多个蓄能系统模块; 所述蓄电池蓄能系统通过应急母线连接于核电站的用电设备。
25.如权利要求24所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述多个蓄能系统模块并联连接于汇流母线上;所述蓄能系统模块包括换流设备和电池阵列,所述换流设备连接于所述汇流母线上,所述电池阵列连接于所述换流设备上; 所述电池阵列包括直流母线和电池模组,所述电池模组并联于所述直流母线上,所述直流母线连接于所述换流设备上; 所述电池模组由多个单体电池串或/和并联而成; 所述电池模组与换流设备之间设置有第二开关控制単元,由在线监控系统控制; 所述蓄能系统模块与汇流母线之间设置有第一开关控制単元,由在线监控系统控制。
26.如权利要求24所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述蓄电池蓄能系统放置于防水、防震旦可调节温度的存放装置内。
27.如权利要求24所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述蓄能系统模块还包括可实时监测各电池模组状态的电池模组监控器。
28.如权利要求27所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述电池模组由多个电池包串联或/和并联构成,所述电池包由多个单体电池串接构成;所述各单体电池成行或成列排列,各单体电池之间夹设有柔性垫或至少两竖向设置的柔性条,且各相邻的単体电池正、负极柱之间柔性电连接。
29.如权利要求28所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述单体电池内置有温度采集元件、电压采集元件,用于将采集的单体电池温度和电压信息传送至所属电池包的信号汇集模块上,所述信号汇集模块通过数据传输线与电池模组监控器相连。
30.如权利要求28所述的向核电站提供应急动力电源的系统,其特征在干,将多个所述电池包固定于ー电池柜或电池架内,所述电池柜或电池架内设置有多个平行设置的隔板,形成可放置多个电池包的电池仓,所述电池仓内设有信号汇集模块,于电池柜或电池架侧端,竖向设有布线仓,所述电池模组监控器设于柜体或架体上。
31.如权利要求30所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,将所述电池包置于一外壳内,再安装于所述电池仓内;所述外壳内壁设有与所述电池包外侧柔性接触的弾性件。
32.如权利要求31所述的向核电站提供应急动力电源的系统,其特征在干,所述外壳侧面及底面开设有散热槽。
33.如权利要求32所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,电池柜或电池架所述外壳两个侧面分别设置有可固定在电池仓上的第一连接件。
34.如权利要求33所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述外壳底部设有至少ニ个滚轮或滚轴。
35.如权利要求31所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述外壳上还设有一可将外壳内単体电池压紧、固定的端盖。
36.如权利要求28所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,将所述单体电池排列后的电池包置于一端开ロ的电池筐上,再安装于所述电池仓上;所述电池筐上设有与所述电池包外侧柔性接触的弾性件。
37.如权利要求36所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述电池筐上设置有第二连接件,用于连接可将排列于电池筐内单体电池拉紧的紧固条。
38.如权利要求37所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述电池筐上设置有可固定在所述电池仓上的第三连接件。
39.如权利要求38所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述电池筐底部设有至少ニ个滚轮或滚轴。
40.如权利要求26所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述存放装置设置于一基准平台上,包括一可抗震且固定于所述基准平台上的容置腔体,于所述容置腔体内,具有可存放电池柜或电池架、换流设备及监视和控制设备的空腔,所述换流设备及监视和控制设备的存放位置高于电池柜或电池架的存放位置。
41.如权利要求40所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,用于放置所述电池柜或电池架的空腔内,具有多个可安装和固定所述电池柜或电池架的基座,各基座均高于该空腔的地面。
42.如权利要求41所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述基座由多个高于地面的凸台组合构成。
43.如权利要求41所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述基座由多个具有多个镂空孔的基台构成。
44.如权利要求42所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述基座与所述电池柜或电池架连接面之间设有抗震弹性垫。
45.如权利要求40所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,用于放置所述电池柜或电池架的空腔底面开设有积水坑,其坑内设置有可将积水抽取到所述容置腔体外面的排水设备。
46.如权利要求45所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,用于放置所述电池柜或电池架的空腔顶面设置有多个可在火灾时喷水的喷嘴,各喷嘴设置于一可与积水坑连通的输水管上,该输水管同时与设于容置腔体外面的水箱连通,所述输水管路上还设有抽水泵及控制阀。
47.如权利要求45所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述积水坑内还设置有过滤装置。
48.如权利要求40所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,用于放置所述电池柜或电池架的空腔顶部设有至少一可防水的通风ロ,其与一设置于所述容置腔体外部的通风设备相连。
49.如权利要求40所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,用于置放所述电池柜或电池架的空腔具有一可供出入的通道ロ,所述通道ロ设于该所述容置腔体的侧面或顶面。
50.如权利要求49所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,设于所述容置腔体侧面的通道ロ具有一防水门,所述防水门铰设于通道ロ处,所述防水门上还设有可与所述容置腔体配合的锁定结构。
51.如权利要求50所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述防水门与通道ロ相対的面之周边贴设有密封条,所述通道ロ周边设有可与防水门周边密封条紧密接触的贴合面。
52.如权利要求49所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,设于所述容置腔体侧面的通道ロ具有一防水门,所述防水门旁设于容置腔体外壁,且常设于通道ロ以外的位置,于所述通道口上、下端,分别具有一可导引所述防水门横向移动、使之将通道ロ完全封闭的导轨或滑槽。
53.如权利要求52所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述导轨或滑槽两端还设有可使所述防水门移动定位的止挡块。
54.如权利要求52所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,于所述防水门上,与通道ロ相対的面之周边贴设有密封条,所述通道ロ周边对应设有可与防水门周边密封条紧密接触的贴合面。
55.如权利要求52所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述防水门上还设有可与所述容置腔体对应配合的锁定结构。
56.如权利要求25所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述换流设备包括: 多路换流単元,所述每一路换流单元的交流侧接汇流母线,所述每一路换流单元的直流侧接直流母线; 分别与每一路换流单元的输出端连接,采集每一路换流单元的输出电信号的采样单元; 分别与多路所述换流单元连接的多个内置控制器,用于控制所述多路换流单元的IGBT开关导通和关断时间完全同歩;以及 分别与所述采样単元和多个内置控制器连接的中央控制器,用于根据所述采样单元采集的电信号,控制所述多个内置控制器。
57.如权利要求56所述的向核电站提供应急动力电源的系统,其特征在干,所述多路换流单元为多路双向换流器,所述每一路双向换流器的交流侧接汇流母线,所述每一路双向换流器的直流侧接直流母线。
58.如权利要求57所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述米样单元为: 分别与每一路双向换流器的交流侧连接的交流侧采样単元; 分别与每一路双向换流器的直流侧连接的直流侧采样単元。
59.如权利要求57所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述内置控制器包括: 与所述一路双向换流器的交流侧连接的交流侧采样模块; 与所述一路双向换流器的直流侧连接的直流侧采样模块; 分别与所述交流侧采样模块、直流侧采样模块、中央控制器和一路双向换流器连接的控制模块,用于根据所述交流侧采样模块和直流侧采样模块采集的电信号以及中央控制器的控制信号控制所述一路双向换流器输出的电信号值与预设电信号值相同。
60.如权利要求57所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述姆ー路双向换流器的交流侧与汇流母线之间还连接有一交流滤波单元; 所述每一路双向换流器的直流侧与直流母线之间还连接有一直流滤波单元。
61.如权利要求57所述的向核电站提供应急动力电源的系统,其特征在干,所述中央控制器分别通过双线串行通信的CAN-BUS总线分别与所述多个内置控制器连接。
62.如权利要求58所述的向核电站提供应急动力电源的系统,其特征在干,所述交流侧采样单元采集的电信号包括交流电压、交流电流和相角; 所述直流侧采样单元采集的电信号包括直流电压和直流电流。
63.如权利要求56所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述多路换流单元为多路整流器,所述每一路整流器的交流侧接汇流母线,所述每一路整流器的直流侧接直流母线。
64.如权利要求63所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述采样单元为: 分别与每一路整流器的直流侧连接的直流侧采样単元。
65.如权利要求63所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述内置控制器包括: 与所述一路整流器的直流侧连接的直流侧采样模块; 分别与所述直流侧采样模块、中央控制器和一路整流器连接的控制模块,用于根据所述直流侧采样模块采集的电信号以及中央控制器的控制信号,使所述一路整流器输出的电信号值与预设电信号值相同。
66.如权利要求63所述的向核电站提供应急动力电源的系统,其特征在于,所述姆ー路整流器的交流侧与汇流母线之间还连接有一交流滤波单元; 所述每一路整流器的直流侧与直流母线之间还连接有一直流滤波单元。
67.如权利要求63所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述中央控制器分别通过双线串行通信的CAN-BUS总线分别与所述多个内置控制器连接。
68.如权利要求64所述的向核电站提供应急动力电源的系统,其特征在干,所述直流侧采样单元采集的电信号包括直流电压和直流电流。
69.如权利要求56所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述多路换流单元为多路逆变器,所述每一路逆变器的交流侧接汇流母线,所述每一路逆变器的直流侧接直流母线。
70.如权利要求69所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述采样单元为: 分别与每一路逆变器的交流侧连接的交流侧采样単元。
71.如权利要求69所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述内置控制器包括: 与所述一路逆变器的交流侧连接的交流侧采样模块; 分别与所述交流侧采样模块、中央控制器和一路逆变器连接的控制模块,用于根据所述交流侧采样模块采集的电信号以及中央控制器的控制信号,使所述一路逆变器输出的电信号值与预设电信号值相同。
72.如权利要求70所述的向核电站提供应急动力电源的系统,其特征在干,所述每ー路逆变器的交流侧与汇流母线之间还连接有一交流滤波单元; 所述每一路逆变器的直流侧与直流母线之间还连接有一直流滤波单元。
73.如权利要求70所述的向核电站提供应急动カ电源的系统,其特征在于,所述中央控制器分别通过双线串行通信的CAN-BUS总线分别与所述多个内置控制器连接。
74.如权利要求71所述的向核电站提供应急动力电源的系统,其特征在干,所述交流侧采样单元采集的电信号包括交流电压、交流电流和相角。
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