CN109147976A - 一种应用于核电站的安稳装置切机方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于核电站的安稳装置切机方法，包括以下步骤：断开第一汽轮发电机超高压断路器进行切机，第一汽轮发电机脱离电网并继续发电；第一汽轮发电机从满功率工况甩负荷到厂用电工况负荷；将反应堆核功率降至最终功率整定值Pn的30％；若第二汽轮发电机的主变压器正常运行，则将所述第一汽轮发电机的第一公用负荷切换至第二汽轮发电机；若该主变压器停运，则保持一回路的自然循环，并由大气蒸汽排放系统冷却一回路，在第一设定阈值时间内电网未恢复，则将所述第一汽轮发电机的运行状态后撤至RRA冷却正常停堆模式，等待电网恢复。该切机方法稳定可靠，针对核电站自身运行特性，保证核电站在电网失稳后运行的安全。

Description

一种应用于核电站的安稳装置切机方法

技术领域

本发明涉及核电系统安全稳定控制技术领域，更具体地，涉及一种应用于核电站的安稳装置切机方法。

背景技术

核电站身处电网，与电网有着唇齿相依的密切关系。系统失稳对电网系统安全以及核电厂的核安全都会造成较大负面的影响，任何一方都不能独善其身。目前核电站500KV开关站在建造之初都没有设计加装原始的安稳装置，而安稳装置大都是在商运后根据电网要求增加。加装安稳装置的作用是为了在电网失稳后，通过快速切除相应负荷而使系统重新达到稳定的状态，而其中安稳动作切机方式则是安稳装置中不可或缺的重要一环，该安稳切机方式的选择关系到核电站的安全稳定运行。目前安稳切机方式可通过断开发电机出口断路器开关，或断开汽轮发电机500kV超高压断路器来实现，因此选用哪种切机方式才能保证核电站失稳切机时核安全的重要性则显得尤为关键。

在核电厂设计中，虽已考虑了以上两种方式下的工况，但核电站具有放射性等核安全方面的因素，且核电厂参与安稳切机对核安全及其工艺系统运行功能以及设备都会造成不同程度的影响，因此必须遵循其自身的运行特性，以保证核电厂安全的运行。

在核电厂设计中，其中的各个系统设备尽管具备应对上述工况能力，但切机仍然会对各系统及设备造成瞬态冲击，而且核岛系统和设备对瞬态冲击次数有限制(瞬态冲击会影像核岛系统和设备是的性能和寿命等)。如某核电厂有6台汽轮机组，堆型为CPR1000，该堆型拥有许多2台汽轮机组公用负荷，其中包括ASG，REA等核级相关系统设备，如果同时切除该2台汽轮机组，则将直接影响核电厂系统的可靠性。另外，核电厂切机将导致核污染物的不必要增加，增加了三废处理系统负担。

其次，如果采用断开发电机出口断路器来切除机组与电网的联系时，若不能在短时间(建议为一个小时)内恢复并网，需停运汽轮机，避免汽轮机在满转速空转而导致的机组振动加剧，以及叶片运行环境恶化条件下的长时间运行。另外，尽管在核电机组恢复与电网联系并带低负荷运行时，常规岛能匹配核岛安全运行，不会对常规岛系统和设备运行的安全性产生影响，然而该切机方式已经对其运行寿命和运行经济性产生一定负面影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对断开发电机出口断路器开关进行切机而导致的对核电厂中各系统及设备造成瞬态冲击，影响核电厂系统的可靠性，以及损坏汽轮机等缺陷，提供一种稳定可靠、针对核电站自身运行特性、保证核电站运行安全的应用于核电站的安稳装置切机方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种应用于核电站的安稳装置切机方法，包括以下步骤：

S1、断开第一汽轮发电机超高压断路器进行切机，第一汽轮发电机脱离电网并继续发电；

S2、第一汽轮发电机从满功率工况甩负荷到厂用电工况负荷，将第一汽轮发电机产生的电能通过降压变压器输送给厂用电工况负荷，使第一汽轮发电机在厂用电工况负荷的情况下运行；

S3、将反应堆核功率降至最终功率整定值Pn的30％，从而使第一汽轮发电机从满功率工况甩负荷到厂用电工况；若第二汽轮发电机的主变压器正常运行，则执行步骤S4；若第二汽轮发电机的主变压器处于停运状态，则执行步骤S5；

S4、将所述第一汽轮发电机的第一公用负荷切换至第二汽轮发电机，并启动所述第一汽轮发电机的主冷却剂泵恢复冷却剂强迫循环；

S5、保持一回路的自然循环，并由大气蒸汽排放系统冷却一回路，在第一设定阈值时间内电网未恢复，则将所述第一汽轮发电机的运行状态后撤至RRA冷却正常停堆模式，等待电网恢复。

优选地，在步骤S1中，若第一汽轮发电机自动停止运行而导致跳堆，则将永久及应急厂用电设备切换至辅助电源供电。

优选地，步骤S2和S3中产生的多余的蒸汽由汽轮机旁路系统排出，所述汽轮机旁路系统处于温度控制模式。

优选地，在步骤S4中，通过辅变倒送电启动所述第一汽轮发电机的主冷却剂泵恢复冷却剂强迫循环，且蒸汽发生器的给水由辅助给水系统提供。

优选地，步骤S4还包括以下步骤：

S41、将所述第一汽轮发电机的第一公用负荷切换至第二汽轮发电机，并启动所述第一汽轮发电机的主冷却剂泵恢复冷却剂强迫循环；

S42、将所述第一汽轮发电机稳定在热停推状态24小时并等待电网随时恢复，并通过汽轮机旁路系统进行反应堆堆芯冷却；

S43、若24小时后电网未恢复，则将所述第一汽轮发电机的运行状态后撤至RRA冷却正常停堆模式，利用蒸汽发生器或反应堆余热排出系统进行堆芯冷却，并继续等待电网恢复。

优选地，步骤S5还包括以下步骤：

S51、保持所述第一汽轮发电机的第一公用负荷于所述第一汽轮发电机；

S52、保持一回路的自然循环，并由大气蒸汽排放系统冷却一回路，且蒸汽发生器给水由辅助给水系统供给；

S53、在第一设定阈值时间内电网未恢复，则将所述第一汽轮发电机的运行状态后撤至RRA冷却正常停堆模式，利用蒸汽发生器或反应堆余热排出系统进行堆芯冷却，并继续等待电网恢复。

优选地，在步骤S1中，超高压断路器是500KV超高压断路器。

本发明的有益效果在于，该安稳装置切机方法稳定可靠，针对核电站自身运行特性而设计，保证了核电站运行安全。同时避免了对核电站中各系统及设备造成瞬态冲击，不会影响核电厂系统的可靠性，也避免了对汽轮机的损坏。

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是本发明应用于核电站的安稳装置切机方法优选实施例的流程示意图；

图2是本发明应用于核电站的安稳装置切机方法中步骤S4优选实施例的流程示意图；

图3是本发明应用于核电站的安稳装置切机方法中步骤S5优选实施例示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1是本发明应用于核电站的安稳装置切机方法优选实施例的流程示意图。该安稳装置切机方法包括以下步骤：

S1、断开第一汽轮发电机超高压断路器进行切机，第一汽轮发电机脱离电网并继续发电；在该步骤中，超高压断路器是500KV超高压断路器。

S2、第一汽轮发电机从满功率工况甩负荷到厂用电工况负荷，将第一汽轮发电机产生的电能通过降压变压器输送给厂用电工况负荷，使第一汽轮发电机在厂用电工况负荷的情况下运行。另外，发电机出口断路器始终处于闭合的状态。

S3、将反应堆核功率降至最终功率整定值Pn的30％，从而使第一汽轮发电机从满功率工况甩负荷到厂用电工况并稳定运行。这过程中产生多余的蒸汽由汽轮机旁路系统排往凝汽机，该汽轮机旁路系统处于温度控制模式。若第二汽轮发电机的主变压器正常运行，则执行步骤S4；若第二汽轮发电机的主变压器处于停运状态，则执行步骤S5。一般来说，汽轮机的主变压器是否处于正常运行还是故障状态可以由多方面的因素造成，本切机方法的重要意义之一在于，在第一汽轮发电机已经被切机且脱离电网的情况下，无论第二汽轮发电机的主变压器处于何种状态，本切机方法中的设置操作方法都能够确保核电站中的核电机组以及相关设备的安全稳定运营。其中，反应堆核功率下降是通过事故触发后预先设置好的功率下降程序按照一定的规则自动进行下降。

S4、将所述第一汽轮发电机的第一公用负荷切换至第二汽轮发电机从而减少辅变负荷，并启动所述第一汽轮发电机的主冷却剂泵恢复冷却剂强迫循环。

S5、保持一回路的自然循环，并由大气蒸汽排放系统冷却一回路，在第一设定阈值时间内电网未恢复，则将所述第一汽轮发电机的运行状态后撤至RRA冷却正常停堆模式，等待电网恢复。

在步骤S1中，若第一汽轮发电机自动停止运行而导致跳堆，则将永久及应急厂用电设备切换至辅助电源进行供电，并进入事故处理规程稳定停止运行的汽轮发电机。另外，通过辅变倒送电启动故障的第一汽轮发电机的主冷却剂泵RCP001PO以恢复冷却剂强迫循环，且蒸汽发生器的给水由辅助给水系统提供。

步骤S2和S3中产生的多余的蒸汽由汽轮机旁路系统排出，所述汽轮机旁路系统处于温度控制模式。

图2是本发明应用于核电站的安稳装置切机方法中步骤S4优选实施例的流程示意图。步骤S4还包括以下步骤：

S41、将所述第一汽轮发电机的第一公用负荷切换至第二汽轮发电机，并启动所述第一汽轮发电机的主冷却剂泵恢复冷却剂强迫循环；

S42、在没有其他事故发生的情况下，将所述第一汽轮发电机稳定在热停推状态24小时并等待电网随时恢复，并通过汽轮机旁路系统进行反应堆堆芯冷却；

S43、若24小时后电网未恢复，则将所述第一汽轮发电机的运行状态后撤至RRA冷却正常停堆模式(NS/RRA模式)，利用蒸汽发生器或反应堆余热排出系统(RRA系统)进行堆芯冷却，并继续等待电网恢复。

在第一汽轮发电机的核蒸汽供应系统(NSSS)的正常运行功能(NNOF)中，由于丧失两个主泵RCP002/003PO，仅剩RCP001PO可用，而正常喷淋也只有RCP002VP可用，但上充、下泻、硼化等功能不受影响，因此第一汽轮发电机运行的安全性可以得到保证。

图3是本发明应用于核电站的安稳装置切机方法中步骤S5优选实施例示意图。步骤S5还包括以下步骤：

S51、保持所述第一汽轮发电机的第一公用负荷于所述第一汽轮发电机，该第一公用负荷不能切至第二汽轮发电机。同时，第一汽轮发电机的主冷却泵RCP001PO可能由于辅助变压器超容而不能启动。

S52、保持一回路的自然循环，并由大气蒸汽排放系统冷却一回路，且蒸汽发生器给水由辅助给水系统供给；

S53、在第一设定阈值时间内电网未恢复，则将所述第一汽轮发电机的运行状态后撤至RRA冷却正常停堆模式，利用蒸汽发生器或反应堆余热排出系统进行堆芯冷却，并继续等待电网恢复。由于一回路失去强迫循环，第一设定阈值时间优选为2小时；如果第一汽轮发电机稳定运行2小时而电网未恢复，则进行后撤操作。

在第一汽轮发电机的核蒸汽供应系统(NSSS)的正常运行功能(NNOF)中，由于丧失全部的主冷却泵，正常喷淋也不可用。尽管正常喷淋可由辅助喷淋代替，但是仍然受限于辅助喷淋使用次数，且第一汽轮发电机的运行点可能会超出P/T图。但上充、下泻、硼化等功能不受影响，因此第一汽轮发电机运行的安全性可以得到保证。

出于核电站总体安全性和经济效应的角度，切两组机组或三组机组时，应从每组机组中各切一台汽轮发电机，避免同一机组中两台汽轮发电机同时被切除，从而使核电站系统及设备失稳。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种应用于核电站的安稳装置切机方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、断开第一汽轮发电机超高压断路器进行切机，第一汽轮发电机脱离电网并继续发电；

S2、第一汽轮发电机从满功率工况甩负荷到厂用电工况负荷，将第一汽轮发电机产生的电能通过降压变压器输送给厂用电工况负荷，使第一汽轮发电机在厂用电工况负荷的情况下运行；

S3、将反应堆核功率降至最终功率整定值Pn的30％，从而使第一汽轮发电机从满功率工况甩负荷到厂用电工况；若第二汽轮发电机的主变压器正常运行，则执行步骤S4；若第二汽轮发电机的主变压器处于停运状态，则执行步骤S5；

S4、将所述第一汽轮发电机的第一公用负荷切换至第二汽轮发电机，并启动所述第一汽轮发电机的主冷却剂泵恢复冷却剂强迫循环；

S5、保持一回路的自然循环，并由大气蒸汽排放系统冷却一回路，在第一设定阈值时间内电网未恢复，则将所述第一汽轮发电机的运行状态后撤至RRA冷却正常停堆模式，等待电网恢复。

2.根据权利要求1所述的应用于核电站的安稳装置切机方法，其特征在于，在步骤S1中，若第一汽轮发电机自动停止运行而导致跳堆，则将永久及应急厂用电设备切换至辅助电源供电。

3.根据权利要求1所述的应用于核电站的安稳装置切机方法，其特征在于，步骤S2和S3中产生的多余的蒸汽由汽轮机旁路系统排出，所述汽轮机旁路系统处于温度控制模式。

4.根据权利要求1所述的应用于核电站的安稳装置切机方法，其特征在于，在步骤S4中，通过辅变倒送电启动所述第一汽轮发电机的主冷却剂泵恢复冷却剂强迫循环，且蒸汽发生器的给水由辅助给水系统提供。

5.根据权利要求1所述的应用于核电站的安稳装置切机方法，其特征在于，步骤S4还包括以下步骤：

S41、将所述第一汽轮发电机的第一公用负荷切换至第二汽轮发电机，并启动所述第一汽轮发电机的主冷却剂泵恢复冷却剂强迫循环；

S42、将所述第一汽轮发电机稳定在热停推状态24小时并等待电网随时恢复，并通过汽轮机旁路系统进行反应堆堆芯冷却；

S43、若24小时后电网未恢复，则将所述第一汽轮发电机的运行状态后撤至RRA冷却正常停堆模式，利用蒸汽发生器或反应堆余热排出系统进行堆芯冷却，并继续等待电网恢复。

6.根据权利要求1所述的应用于核电站的安稳装置切机方法，其特征在于，步骤S5还包括以下步骤：

S51、保持所述第一汽轮发电机的第一公用负荷于所述第一汽轮发电机；

S52、保持一回路的自然循环，并由大气蒸汽排放系统冷却一回路，且蒸汽发生器给水由辅助给水系统供给；

S53、在第一设定阈值时间内电网未恢复，则将所述第一汽轮发电机的运行状态后撤至RRA冷却正常停堆模式，利用蒸汽发生器或反应堆余热排出系统进行堆芯冷却，并继续等待电网恢复。

7.根据权利要求1所述的应用于核电站的安稳装置切机方法，其特征在于，在步骤S1中，超高压断路器是500KV超高压断路器。