CN108667119A - 一种控制棒驱动机构电源系统 - Google Patents

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王利
罗定南
潘传吉
李剑波
张伟
翁文庆
周舟
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China General Nuclear Power Corp
China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd
CGN Power Co Ltd
China Nuclear Power Institute Co Ltd
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China General Nuclear Power Corp
China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/02—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which an auxiliary distribution system and its associated lamps are brought into service
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

本发明提供一种控制棒驱动机构电源系统，所述电源系统括两台整流器和两台逆变器，其中两台整流器包括第一整流器和第二整流器，两台逆变器包括第一逆变器和第二逆变器；第一整流器的输出端连接第一逆变器的输入端形成第一串联电路，所述第一串联电路用于连接一路交流供电电源和交流用电设备，第二整流器的输出端连接第二逆变器的输入端形成第二串联电路，所述第二串联电路用于连接另一路交流供电电源和所述交流用电设备。通过本发明，采用电路控制方法替换了机械控制方法，减少了机械控制复杂程度、降低损坏的频率以及提高了电能转换效率，解决了现有的电源系统机械机构复杂带来的故障率高及效率转换低的问题。

Description

一种控制棒驱动机构电源系统
技术领域
本发明涉及电力供电技术领域，尤其涉及一种控制棒驱动机构电源系统。
背景技术
控制棒驱动机构电源系统是核电站控制棒驱动机构的独立电源。它独立于电厂中电源的扰动确保向控制棒驱动机构提供260V/50Hz的电源，从而保证棒控系统（RGL）对反应堆快速提供反应性的控制。每个控制棒驱动机构电源系统由两列电动机-发电机组组成，每台电动机-发电机组上设置独立飞轮，在上游断电情况下，由于飞轮惯性，仍能供电1.2s（电压、频率不低于234V，44Hz）。当整个控制棒驱动机构电源系统故障时（失去两列），控制棒驱动机构的动力线圈失电，将引起控制棒在重力作用下的快速下落，反应堆停堆。
电站正常运行时，由控制棒驱动机构电源系统向核电站控制棒驱动机构提供独立电源，该电源系统由两台带惯性飞轮的电动机-发电机组、励磁调节机构、电动机供电线路，发电机输出线路以及相关的电气保护线路等组成。驱动发电机的两台异步电动机由不同系统的380V母线来供电。发电机输出母线的电压是260V（50Hz），通过停堆断路器向控制棒驱动机构供电。其供电示意图见图1。
在机组运行期间，两个电动机-发电机组同步并联运行，各自带载50%，提供260V/50Hz的电源给控制棒驱动机构。在功率需求变化时，两列电动机-发电机组自动跟踪负荷。当一列电动机-发电机组停运检修时，另一列承担100%负荷，保证机组正常的供电。
该方式存在的缺陷包括：1、该供电系统包括两台带惯性飞轮的电动机-发电机组，机械结构复杂，且转动振动大，噪音大，其机械部件及连接垫片经常损坏，影响机组正常运行；2、该电动机-发电机组的电气系统结构复杂，包括励磁调节、保护装置、供电线路等，易发生单体设备故障，降低系统可用率；3、电动机-发电机组能量转换效率低（约25%），缺乏经济性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种控制棒驱动机构电源系统，以解决现有的电源系统机械机构复杂带来的故障率高及效率转换低的问题。
本发明提供的一种控制棒驱动机构电源系统，所述控制棒驱动机构电源系统包括两台整流器和两台逆变器，其中：
两台整流器包括第一整流器和第二整流器，两台逆变器包括第一逆变器和第二逆变器；
第一整流器的输出端连接第一逆变器的输入端形成第一串联电路，所述第一串联电路用于连接一路交流供电电源和交流用电设备，第二整流器的输出端连接第二逆变器的输入端形成第二串联电路，所述第二串联电路用于连接另一路交流供电电源和所述交流用电设备。
进一步地，所述电源系统还包括至少一组储能设备，所述至少一组储能设备同时连接第一整流器和第二整流器的输出端。
进一步地，所述电源系统还包括两组储能设备，所述两组储能设备分别连接第一整流器和第二整流器的输出端。
进一步地，所述两路交流供电电源的供电电压相等。
进一步地，所述电源系统还包括双电源切换开关和变压器，所述双电源切换开关的输出端连接所述变压器输入端形成第三串联电路，所述第三串联电路同时连接两路交流供电电源和交流用电设备；在所述双电源切换开关控制下，两路交流供电电源中的一路对交流用点设备进行供电，所述变压器用于对所述两路交流供电电源的一路电压进行变压以匹配交流用电设备。
进一步地，所述储能设备为储能电容。
进一步地，所述储能设备为蓄电池。
进一步地，所述储能设备为储能电容和蓄电池的组合。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，采用电路控制方法替换了机械控制方法，减少了电路控制复杂程度、降低损坏的频率以及提高了电能转换效率，解决了现在的电源系统机械机构复杂带来的故障率高、转换效率低以及掉电保护不好的问题，以及采用不同电路形式解决了共模故障的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术提供的控制棒驱动机构电源系统结构图。
图2是本发明实施例提供的控制棒驱动机构电源系统的结构图。
具体实施方式
本专利核心内容为电气控制方式替代机械控制方式，同时增加了储能设备，并且使用不同类型的电路避免出现共模故障，以下结合附图和实施例对该电源系统具体实施方式做进一步说明。
下面将详细描述本发明提供的一种控制棒驱动机构电源系统实施例。
如图2所示，本发明实施例提供一种控制棒驱动机构电源系统，包括两台整流器和两台逆变器，其中：
两台整流器为第一整流器201和第二整流器204，两台逆变器为第一逆变器202和第二逆变器205；第一整流器201的输出端连接第一逆变器202的输入端形成第一串联电路，所述第一串联电路用于连接一路交流供电电源209和控制棒驱动机构211，在本实施例中，所述控制棒驱动机构211就是交流用电设备；第二整流器204的输出端连接第二逆变器205 的输入端形成第二串联电路，所述第二串联电路用于连接另一路交流供电电源210和交流用电设备211。
显然易见的是，通过上述电路方式来实现保障控制棒驱动机构供电，比现有技术的机械方式要简单，且能量转换效率要高。
控制棒驱动机构电源系统上游380VAC电源容易产生扰动，甚至故障失电，导致核电机组非计划停堆，为了解决该问题，在上述电源系统设置两组储能设备203和206，两组储能设备分别连接第一整流器和第二整流器的输出端。如果考虑到成本预算，也可以仅设置一组储能设备，所述一组储能设备同时连接第一整流器和第二整流器的输出端，在出现供电端故障时，储能设备可以短暂供电，以有时间进行电源切换和调整；储能设备203和206可以是蓄电池也可以是储能电容等其他储能设备，也可以是储能电容和蓄电池的组合；在需要储能时间不长的情况下，我们采用储能电容，毕竟蓄电池使用后对环境会造成污染。
整流器起到的作用是将380V交流电整流成直流电，并交给逆变器进行直流变交流的处理，逆变器产生260V交流电提供给交流用电设备，也就是控制棒驱动机构使用，同时整流器给储能设备提供充电电压，对储能设备进行充电。
为了进一步地提高电源系统安全，电源系统还包括双电源切换开关207和变压器208，双电源切换开关207的输出端连接变压器208的输入端形成第三串联电路，所述第三串联电路同时连接两路交流供电电源和交流用电设备，此时虽然第三串联同时连接两路交流供电电源和交流用电设备，由于第三串联电路上有双电源切换开关进行控制，因此仅仅有两路交流供电电源中的一路对交流用电设备进行供电；所述变压器208用于控制所述两路交流供电电源中的一路电压进行变压以匹配交流用电设备，在本实施例中即需要将380V电压降压至260V。此时需要两路交流供电电源的供电电压相等，都为380V，这样在两路供电电源之间切换会比较平稳，也不需要变压器支持智能匹配电压等功能，仅仅使用普通变压器即可，成本会比较低。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，采用电路控制方法替换了机械控制方法，减少了电路控制复杂程度、降低损坏的频率以及提高了电能转换效率，解决了现在的电源系统机械机构复杂带来的故障率高、效率转换低以及掉电保护不好的问题，以及采用不同电路形式解决了共模故障的问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种控制棒驱动机构电源系统，用于连接两路交流供电电源和交流用电设备，其特征在于，所述电源系统包括两台整流器和两台逆变器，其中：
两台整流器包括第一整流器和第二整流器，两台逆变器包括第一逆变器和第二逆变器；
第一整流器的输出端连接第一逆变器的输入端形成第一串联电路，所述第一串联电路用于连接一路交流供电电源和交流用电设备，第二整流器的输出端连接第二逆变器的输入端形成第二串联电路，所述第二串联电路用于连接另一路交流供电电源和所述交流用电设备。
2.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括至少一组储能设备，所述至少一组储能设备同时连接第一整流器和第二整流器的输出端。
3.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括两组储能设备，所述两组储能设备分别连接第一整流器和第二整流器的输出端。
4.如权利要求1-3任一项所述的电源系统，其特征在于，所述两路交流供电电源的供电电压相等。
5.如权利要求4所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括双电源切换开关和变压器，所述双电源切换开关的输出端连接所述变压器输入端形成第三串联电路，所述第三串联电路同时连接两路交流供电电源和交流用电设备；在所述双电源切换开关控制下，两路交流供电电源中的一路对交流用点设备进行供电，所述变压器用于对所述两路交流供电电源的一路电压进行变压以匹配交流用电设备。
6.如权利要求2或3所述的电源系统，其特征在于，所述储能设备为储能电容。
7.如权利要求2或3所述的电源系统，其特征在于，所述储能设备为蓄电池。
8.如权利要求2或3所述的电源系统，其特征在于，所述储能设备为储能电容和蓄电池的组合。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203056681U (zh) * 2013-01-31 2013-07-10 深圳市思科泰技术有限公司 铁路区间中继台供电装置
CN104868507A (zh) * 2015-06-02 2015-08-26 中国核动力研究设计院 一种反应堆控制棒驱动机构供电系统

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