CN102568629A - 一种核电厂冷态功能试验的供电方法 - Google Patents

一种核电厂冷态功能试验的供电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电厂冷态功能试验的供电方法，该供电方法包括：依次运行三个主泵，并对与所运行的主泵在同一列进线上的设备进行负荷限制，且在需要时开启与当前所运行的主泵不在同一列进线上的交流应急配电盘上的设备冷却水系统、重要厂用水系统和余热排出系统；使用有两条独立的外电网进线的辅助电源分别通过辅助变压器独立供到A列交流应急配电盘和B列交流应急配电盘；使用A列交流应急配电盘为1号上充泵供电，使用B列交流应急配电盘为2号上充泵和3号上充泵供电，且保持2号上充泵和3号上充泵中的一个与1号上充泵同时运行。使用本发明的技术方案，即使主电源不可用，也能进行冷态功能试验。

Description

一种核电厂冷态功能试验的供电方法
技术领域
本发明涉及核电站调试领域，尤其涉及一种核电厂冷态功能试验的供电方法。
背景技术
压水堆核电站主要由压水反应堆、一回路系统和二回路系统等三个部分组成。核裂变是由核燃料组成的反应堆堆芯在压力容器内进行的。压水堆以低浓缩铀为燃料、轻水为冷却剂和慢化剂。核裂变放出的热量由流经堆内的一回路系统的高压水带出堆外并在蒸器发生器里将热量传递给二回路的水。水受热后产生的蒸汽推动蒸汽轮机，蒸汽轮机则带动发电机发电。
为防止放射性物质外泄的事故，在放射性物质(裂变产物)和环境之间设置了三道屏障，只要其中有一道屏障是完整的，就不会发生放射性物质外泄的事故。其中由压力容器及其相连的管道组成的一回路承压边界，是核电站阻止放射性产物意外释放的第二道屏障。为保证第二道屏障的完整性，在装载核燃料前必须对一回路承压边界进行冷态功能试验，即对一回路水压试验，将一回路打压到228巴相对压力。
一回路冷态功能试验是在冷态下对主系统、辅助系统高压部分进行首次水压试验、并在反应堆压力容器未打开、核蒸汽供应系统带压工况下进行功能试验，以获得设备的初始运行数据及验证相连系统之间运行相容性的一系列工作。冷态功能试验压水堆核电机组一项特大型、高风险、高难度的调试项目，为满足进行冷态功能试验，关键设备的启动，设备联合调试等工作要求，规定核电站进行冷态功能试验，两路电源可用以确保上充泵的应急启动，两路电源指主电源+辅助电源或主电源+应急柴油机发电机。
现有技术为满足进行冷态功能试验，关键设备的启动，设备联合调试等工作要求，规定核电站两路电源可用，即主电源+辅助电源或主电源+应急柴油机发电机可用，以确保上充泵的应急启动。
现有技术要求核电站进行冷态功能试验时两路电源可用，即主电源+辅助电源或主电源+应急柴油机发电机可用。但是主电源线路建设常常受制于外部条件的限制，设涉及征地、拆迁等工作难度很大，主电源在冷态功能试验前，经常仍然不可用，导致无法进行冷态功能试验，影响核电厂的调试进程。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述在主电源不可用时将导致无法进行冷态功能试验的缺陷，提供一种核电厂冷态功能试验的供电方法，该供电方法能在主电源不可用的情况下也能进行冷态功能试验。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂冷态功能试验的供电方法，用于在供电系统中进行冷态功能试验，所述供电方法包括：
一种核电厂冷态功能试验的供电方法，用于在供电系统中进行冷态功能试验，其特征在于，所述供电方法包括：
依次运行三个分别用于加热一回路及循环一回路流体的主泵，其中，2号主泵和3号主泵设置在辅助电源的A列进线上，1号主泵设置在所述辅助电源的B列进线上，并对与所运行的所述主泵在同一列进线上的设备进行负荷限制，且开启与当前所运行的主泵不在同一列进线上的交流应急配电盘上的设备冷却水系统、重要厂用水系统和余热排出系统，以满足该列进线上的辅助变压器的容量要求和该列进线上的所述辅助变压器到相应的配电盘的电缆的电流要求；
使用有两条独立的外电网进线的所述辅助电源分别通过相应的辅助变压器独立供应到A列交流应急配电盘和B列交流应急配电盘；
使用所述A列交流应急配电盘为1号上充泵供电，使用所述B列交流应急配电盘为2号上充泵和3号上充泵供电，且保持所述2号上充泵和所述3号上充泵中的一个与所述1号上充泵同时运行，三个所述上充泵分别用于在冷态功能试验开始时向一回路充水，同时向所述主泵提供轴封注入水，在冷态功能试验期间，向一回路加压，并通过上充下泄来平衡调节一回路的压力。
在本发明所述的核电厂冷态功能试验的供电方法中，所述供电方法还包括：对每个辅助变压器到相应的配电盘的电缆的电流和温度进行检测，并判断电流和温度是否超过预设值。
在本发明所述的核电厂冷态功能试验的供电方法中，所述供电方法还包括：使用所述B列进线上的低压交流电源为水压试验泵供电。
在本发明所述的核电厂冷态功能试验的供电方法中，所述供电方法还包括：同时使用备用电源或柴油发电机为水压试验泵供电。
在本发明所述的核电厂冷态功能试验的供电方法中，所述供电方法还包括：将其中一列进线上交流应急配电盘与另一列列进线上的低压交流电源整流后并联为直流盘供电，通过直流盘且使用不间断电源为仪控设备供电。
在本发明所述的核电厂冷态功能试验的供电方法中，所述供电方法还包括：同时使用应急柴油机为1号上充泵应急供电，和/或使用应急柴油机为2号上充泵、3号上充泵应急供电。
实施本发明的技术方案，在主电源不可用的情况下，也能进行冷态功能试验，从而不会影响核电厂的调试进程。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明进行核电厂冷态功能试验的供电方法所使用的供电系统的电路结构图。
具体实施方式
在现有技术中，核电站进行冷态功能试验时要求两路电源可用，即主电源和辅助电源并用，或主电源和应急柴油机发电机并用。而本发明是在主电源不可用的情况下，提供了一种新的冷态功能试验的供电方法，即使用辅助电源供电进行冷态功能试验。首先，在现有技术中，供电系统中的辅助电源在设计上由于只考虑启动1号主泵，没有考虑启动2号、3号主泵，因此，本发明在仅使用辅助电源进行冷态功能试验时，必须解决的技术问题是：第一，采取那些措施能够运行三台主泵；第二，采取那些措施，使得安全上是否可接受，冷态功能试验要求两路电源可用以确保上充泵的应急启动。
图1是本发明在进行核电厂冷态功能试验的供电方法所使用的供电系统的电路结构图，在该供电系统中，由高压开关站通过主变和降压变压器A、降压变压器B供厂用电的是主电源，在主电源可用时，其分别通过降压变压器A、降压变压器B及相应的配电盘为各个设备供电，包括1号主泵RCP(ReactorCoolant system，反应堆冷却剂系统)001PO、2号主泵(RCP002PO)、3号主泵(RCP003PO)、RRI(Component Cooling system，设备冷却水系统)(未示出)、SEC(ESSENTIAL SERVICE WATER SYSTEM，重要厂用水系统)(未示出)和RRA(Residual Heat Removal system，余热排出系统)(未示出)等。下面具体说明在主电源不可用时如何使用辅助电源供电进行冷态功能试验，首先说明的是，LGR(Auxiliary Power Supply system，辅助厂用电源)具有两个独立进线A、B，分别通过辅助变压器(001TA、002TA)及相应的配电盘为各个设备供电，2号主泵和3号主泵设置在辅助电源的A列进线上，1号主泵设置在辅助电源的B列进线上，该供电方法包括：
依次运行三个分别用于加热一回路及循环一回路流体的主泵，其中，2号主泵和3号主泵设置在辅助电源的A列进线上，1号主泵设置在辅助电源的B列进线上，并对与所运行的主泵在同一列进线上的设备进行负荷限制，且在进行冷态功能试验时开启与当前所运行的主泵不在同一列进线上的交流应急配电盘上的设备冷却水系统、重要厂用水系统和余热排出系统，以满足该列进线上的辅助变压器的容量要求和该列进线上的辅助变压器到相应的配电盘的电缆的电流要求，也即，无论启动哪一台主泵，都必须进行负荷限制，启动1号主泵时，将A列进线上不需要的负荷禁止投运，启动2号或3主泵时，将B列进线上不需要的负荷禁止投运。并且，禁止同时运行两台主泵，特别是2号主泵、3号主泵；
使用有两条独立的外电网进线的辅助电源分别通过相应的辅助变压器独立供到A列交流应急配电盘和B列交流应急配电盘；
使用所述A列交流应急配电盘为1号上充泵供电，使用所述B列交流应急配电盘为2号上充泵和3号上充泵供电，且保持所述2号上充泵和所述3号上充泵中的一个与所述1号上充泵同时运行，三个上充泵分别用于在冷态功能试验开始时向一回路充水，同时向主泵提供轴封注入水，在冷态功能试验期间，向一回路加压，并通过上充下泄来平衡调节一回路的压力。
关于依次运行三台主泵，需说明的是，冷态功能试验要求500KV可用的原因主要有以下几点：一回路排气时，可启动3台主泵进行动态排气；用3台主泵同时运行将一回路加热，保持一回路温度均匀；《反应堆冷却剂泵试验》(TPRCP 11)不仅有单台主泵试验工况，还有两台泵组合运行和三台主泵一起运行的试验工况。研究表明一回路的升温、动态排气及维持温度均衡等任务可由三台主泵依次单独运行完成，《反应堆冷却剂泵试验》(TP RCP 11)两台泵组合运行和三台主泵一起运行的试验工况，可在后续的热试中补做试验。
另外，优选地，对每个辅助变压器到相应的配电盘的电缆进行电流和温度检测，并判断电流和温度是否超过预设值。
下面结合一个具体的例子来说明以上供电方法：
一、辅助电源供电负荷的限制
辅助电源供电负荷是否足够，关键是主泵能够启动，冷态功能试验期间，需要启动主泵对回路加热，同时进行主泵功能试验。在余热排出系统(RRA)连接一回路加热时，为使一回路温度均匀，需要依次运行三台主泵。
1)LGR→LGB(配电盘)负荷计算
由于设计上没有考虑启动主泵，所以通过LGB向LGA供电启动RCP002PO或RCP003PO时，必须通过负荷限制，以满足辅变容量和电缆容量的要求，因此，必须进行负荷分析与限制，采取措施，使得对A列进线上的设备进行限荷后，辅变容量和LGR→LGB电缆都能满足启动一台主泵的要求。
2)LGR→LGC(配电盘)负荷计算
同样地，在启动1号主泵时，对B列进线上的设备进行限荷，使辅变容量和LGR→LGC电缆都能满足启动一台主泵的要求。
经过负荷限制后，无论LGR到LGB，还是LGR到LGC，在满足厂用电供给情况下，启动一台主泵，辅变容量和LGR到LGB/LGC电缆都能满足要求，从用电容量上来说，可以进行冷试。
二、两路电源可用以确保上充泵的应急启动
按照冷态功能试验调试程序要求，两路电源可用以确保上充泵的应急启动，如果辅助电源失去，柴油机应急启动并带上上充泵，保证主泵轴封注入，维持一回路压力，保证设备的安全。
但是如果柴油机不可用，是否能进行冷态功能试验，分析的关键是安全上是否可接受。在辅助电源可用、柴油机不可用的情况下，所使用的辅助电源，要求要有两条独立的外电网进线，分别通过辅助变压器独立供到A列交流应急配电盘和B列交流应急配电盘；使用所述A列交流应急配电盘为A列上充泵(1号上充泵)供电，使用所述A列交流应急配电盘为B列上充泵(2号上充泵和3号上充泵)供电，且保持一台A列上充泵(1号上充泵)和一台B列上充泵(2号上充泵或3号上充泵)同时运行(在RRA隔离时)。因此，即使柴油机不可用，仅使用辅助电源的两个独立进线也可确保上充泵的应急启动，因为：从技术规范定义上，辅助电源只能算一路电源，即使它有多条进线。因此，必须根据辅助站的接线方式，把它分成两个独立进线，供到厂用电。例如，一条进线独立供LGB，另一条进线供LGC。虽然有两个独立进行，但当正在带上充泵运行的一路电源失去时，另一列上充泵并不会自启动，主泵轴封注入失去，一回路将出现卸压。因此，这种供电方式下，在RRA隔离时，必须同时运行两台上充泵，即一台A列上充泵(1号上充泵)和一台B列上充泵(2号上充泵或3号上充泵)同时运行，当一路电源失去时，仍有一台上充泵维持运行，保证主泵轴封注入，维持一回路压力，如果失电造成运行的RRI/SEC停运，则另一列RRI/SEC将自动启动，维持主泵热屏冷却和其他设备冷却的需要。因此，风险仍是可控的，可进行冷态功能试验。当然，优选情况下，同时使用应急柴油机为1号上充泵应急供电，和/或使用柴油机为2号上充泵、3号上充泵应急供电。
使用B列进线上的低压交流电源380V为水压试验泵供电，例如，水压试验泵RIS(Safety Injection System，安全注入系统)011PO挂接在9LGI母线上，上充下泄隔离时，RIS011PO运行，如果LGR到LGC失电，将造成RIS011PO停运。为维持主泵轴封，RIS011PO最好有两路电源，最好LLS(Hydrotest Purbingenerator set，水压试验泵汽轮发电机组)柴油发电机可用，或则LLS接一路临时备用电源。
三、仪控设备的供电
在进行冷态功能试验时，可将其中一列进线上交流应急配电盘与另一列列进线上的低压交流电源整流后并联为直流盘供电，通过直流盘且使用不间断电源为仪控设备供电。
例如，对于A列进线，仪控设备挂接在A列进线上交流应急配电盘LHA的直流电源LAA、LBA、LCA、LBJ上，当A列进线上的辅助变压器失电时，LHA失电(最坏假设柴油机不可用)，A列直流盘LAA、LBA、LCA、LBJ失去一路供电，但另一路供电从B列进线的辅助变压器到配电盘LGC再通过低压交流电源LKE向这些直流盘供电仍可用，仍有一路交流供电，对直流盘影响不大。
由于LAA、LBA仍能正常运行，分别由其供电的不间断电源LNE、LNG将能继续永久运行，不间断电源LNA、LNC在自己蓄电池电压较低后，将自动切换到由LKE供电的变压器供电，不会失电。
因此，当A列进线上的辅助变压器失电时，A列直流盘及220V不间断电源均能继续永久工作，对DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)及电厂控制功能基本没有影响。
非安全级DCS(KCP)A列机柜由LNE和LMA供电，LHA失电将造成LMA失电，它将由LNE供电继续工作，对电厂控制功能基本没有影响。
同理，对于B列进线上的仪控设备也是同样的供电方式。当B列进线上的辅助变压器失电时，B列直流盘LBB、LCB、LBP及220V不间断电源LNP、LNH、LNB、LND均能继续永久工作，对DCS及电厂控制功能基本没有影响。
四、两台上充泵并联运行
在RCV(Chemical and volume Control system，化学和容积控制系统)上充下泄隔离后，两台(1号+2号或3号)上充泵并联运行的工况最恶劣。一台上充泵运行时，小流量管线流量约为13.6m3/h，影响上充泵的小流量的因素为每台泵的小流量多级降压孔板(RCV021、022、023DI)和RCV003RF前降压孔板004DI，起决定作用的是每台上充泵的小流量多级降压孔板。计算表明，两台上充泵运行时，两台上充泵总小流量约为26.9m3/h，该结果通过计算上充泵读数的变化，在岭澳二期证明与实际两台泵运行压力变化一致，每台泵的小流量仍接近13.6m3/h，上充泵可长期运行，没有影响。
RCV003RF的换热面积是22.1m2，在RCV侧26.9m3/h，RRI侧24.88吨/小时时，清洁条件下换热器系数约为2487.1W/m2.k；在RCV侧13.6m3/h，RRI侧24.88吨/小时，清洁条件下RCV003RF换热器系数约1762.77W/m2.k。
13.6m3/h流量下，泵输入轴功率约380KW，全部转换为热量传给RRI。
冬天RRI入口水温按25℃计算(实际低于25℃)。
计算结果表明：
一台上充泵运行时，在RCV泵出口温度(热交换入口温度)39.9℃，热交换出口温度33.2℃。
一台上充泵运行时，在RCV泵出口温度(热交换入口温度)45.9℃，热交换出口温度39.2℃。
这些温度对主泵轴封和上充泵运行并不高，并且重新投入上充下泄时，主泵是停运的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种核电厂冷态功能试验的供电方法，用于在供电系统中进行冷态功能试验，其特征在于，所述供电方法包括： 
依次运行三个分别用于加热一回路及循环一回路流体的主泵，其中，2号主泵和3号主泵设置在辅助电源的A列进线上，1号主泵设置在所述辅助电源的B列进线上，并对与所运行的所述主泵在同一列进线上的设备进行负荷限制，且开启与当前所运行的主泵不在同一列进线上的交流应急配电盘上的设备冷却水系统、重要厂用水系统和余热排出系统，以满足该列进线上的辅助变压器的容量要求和该列进线上的所述辅助变压器到相应的配电盘的电缆的电流要求；
使用有两条独立的外电网进线的所述辅助电源分别通过相应的辅助变压器独立供应到A列交流应急配电盘和B列交流应急配电盘；
使用所述A列交流应急配电盘为 1号上充泵供电，使用所述B列交流应急配电盘为 2号上充泵和3号上充泵供电，且保持所述2号上充泵和所述3号上充泵中的一个与所述1号上充泵同时运行，三个所述上充泵分别用于在冷态功能试验开始时向一回路充水，同时向所述主泵提供轴封注入水，在冷态功能试验期间，向一回路加压，并通过上充下泄来平衡调节一回路的压力。
2.根据权利要求1所述的核电厂冷态功能试验的供电方法，其特征在于，所述供电方法还包括：对每个辅助变压器到相应的配电盘的电缆的电流和温度进行检测，并判断电流和温度是否超过预设值。
3.根据权利要求1所述的核电厂冷态功能试验的供电方法，其特征在于，所述供电方法还包括：使用所述B列进线上的低压交流电源为水压试验泵供电。
4.根据权利要求3所述的核电厂冷态功能试验的供电方法，其特征在于，所述供电方法还包括：同时使用备用电源或柴油发电机为水压试验泵供电。
5.根据权利要求1所述的核电厂冷态功能试验的供电方法，其特征在于，所述供电方法还包括：将其中一列进线上交流应急配电盘与另一列进线上的低压交流电源整流后并联为直流盘供电，通过直流盘且使用不间断电源为仪控设备供电。
6.根据权利要求1所述的核电厂冷态功能试验的供电方法，其特征在于，所述供电方法还包括：同时使用应急柴油机为1号上充泵应急供电，和/或使用应急柴油机为2号上充泵、3号上充泵应急供电。
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