RU2539862C1 - Emergency cooler for reactor facility at its de-energisation - Google Patents

Emergency cooler for reactor facility at its de-energisation Download PDF

Info

Publication number
RU2539862C1
RU2539862C1 RU2013155503/07A RU2013155503A RU2539862C1 RU 2539862 C1 RU2539862 C1 RU 2539862C1 RU 2013155503/07 A RU2013155503/07 A RU 2013155503/07A RU 2013155503 A RU2013155503 A RU 2013155503A RU 2539862 C1 RU2539862 C1 RU 2539862C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
voltage
input
power
synchronous generator
Prior art date
Application number
RU2013155503/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гелий Михайлович Иванов
Александр Степанович Дронов
Олег Иванович Осипов
Михаил Михайлович Рябов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Русэлпром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Русэлпром" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Русэлпром"
Priority to RU2013155503/07A priority Critical patent/RU2539862C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2539862C1 publication Critical patent/RU2539862C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: mismatch error signals of voltage, phases and frequency of the asynchronous motor and synchronous generator are sent to mismatch control units where they are compared to the permitted levels on the assumption of safe changeover of the asynchronous motor power supply from the converter to the synchronous generator. At steady-state standard operating conditions mismatch values of voltage, phases and frequencies are brought to the area of permitted values, and at output of the mismatch control units logic "1" are maintained for voltage, phases and frequencies. At emergency shutdown of the mains voltage the mains phase voltage control unit generates at the output a unit impulse and the logic unit with "AND" logic function generates the enable signal to changeover power supply of the protected main asynchronous engine and to ensure its supply from the synchronous generator Simultaneously the same signal is delivered to the input of voltage generator thus controlling excitation of the synchronous generator and voltage at its output in compliance with the preset law of speed reduction for the asynchronous motor.
EFFECT: limiting current rushes in windings of the main drive and formation of the required program to change its rotation frequency at occurrence of emergency conditions.
1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам регулирования электроприводов, и может быть использовано для безаварийного выхода из рабочего режима главного циркуляционного насоса теплоносителя реакторной установки при аварийных режимах, связанных с отключением питающего напряжения электроустановок атомной электростанции.The invention relates to electrical engineering, in particular to systems for regulating electric drives, and can be used for trouble-free exit from the operating mode of the main circulation pump of the reactor coolant under emergency conditions associated with disconnecting the supply voltage of electrical installations of a nuclear power plant.

Для исключения аварийных режимов непосредственно в реакторной установке, связанных с внезапным отключением напряжения питающей сети, необходимо обеспечить снижение частоты вращения главного циркуляционного насоса, содержащего установленный с ним на одном валу асинхронный электродвигатель, который подключен к трехфазной сети питания через управляемый преобразователь частоты, от рабочей установившейся частоты вращения до перехода на естественную циркуляцию за технологически заданное время (30÷50 сек) по линейному закону. Эта задача частично решается использованием главного циркуляционного насоса теплоносителя реактора с большими маховыми массами (Усов С.В. и др.; под ред.: Усов С.В. Электрическая часть электростанций. Ленинград, изд. «Энергетик», 1977. Стр.209).To eliminate emergency conditions directly in the reactor installation associated with a sudden shutdown of the supply voltage, it is necessary to reduce the rotation speed of the main circulation pump, which contains an asynchronous electric motor mounted on the same shaft, which is connected to a three-phase power supply via a controlled frequency converter, from a working steady-state rotational speeds before switching to natural circulation for a technologically specified time (30 ÷ 50 sec) according to a linear law. This problem is partially solved by using the main circulation pump of the reactor coolant with large fly masses (Usov S.V. et al .; edited by: Usov S.V. Electrical part of power plants. Leningrad, ed. Energetik, 1977. P.209 )

Недостатками этого технического решения являются невозможность управления процессом снижения скорости вращения электродвигателя и необходимость увеличения массы электропривода. Увеличение собственной массы электропривода приводит к усложнению пуска и регулирования его скорости вращения в штатном режиме работы.The disadvantages of this technical solution are the inability to control the process of reducing the speed of rotation of the electric motor and the need to increase the mass of the electric drive. An increase in the self-weight of the electric drive complicates the start-up and regulation of its rotation speed in normal operation.

Известны элементы временной замены электрической сети для подключения к ним оборудования в момент отключения питающего напряжения, содержащие зарядный блок, аккумуляторную батарею, преобразователь и переключатель (Лунев К.В. Энциклопедический Фонд http://www.russika.ru/ef.php?s=3506).Known elements of temporary replacement of the electric network for connecting equipment to them at the time of disconnection of the supply voltage, containing a charging unit, battery, converter and switch (Lunev K.V. Encyclopedic Fund http://www.russika.ru/ef.php?s = 3506).

Недостатком этого технического решения является необходимость постоянного обслуживания, малая долговечность и надежность, необходимость размещения аккумуляторов в специально оборудованном помещении, экологическая опасность. Не предусмотрена возможность управления процессом остановки (выключения) питаемого устройства.The disadvantage of this technical solution is the need for constant maintenance, low durability and reliability, the need to place batteries in a specially equipped room, environmental hazard. It is not possible to control the process of stopping (turning off) a powered device.

Известно устройство временной замены электрической сети, содержащее установленные на одном валу электродвигатель, маховик и генератор. При наличии питающего напряжения электродвигатель вращает вал, маховик запасает кинетическую энергию, а при перерыве питания кинетическая энергия маховика обеспечивает питание потребителя (Авт. свид. СССР №278840, М. Кл. H02j 51/00. Опубл. 21.08.1970). По сравнению с аккумуляторными устройствами аварийного питания маховичные экологичны, стабильно работают в широком температурном диапазоне даже после тысяч циклов срабатываний, готовы к работе быстрее аккумуляторных батарей. Однако это техническое решение также не предусматривает возможности согласования генератора с регулируемым по скорости вращения асинхронным двигателем и возможность управления процессом его остановки.A device is known for temporarily replacing an electric network, comprising an electric motor, a flywheel and a generator mounted on a single shaft. In the presence of a supply voltage, the electric motor rotates the shaft, the flywheel stores kinetic energy, and during a power outage, the kinetic energy of the flywheel provides power to the consumer (Auth. St. USSR No. 278840, M. Cl. H02j 51/00. Publish. 08.21.1970). Compared to emergency power batteries, flywheels are environmentally friendly, operate stably in a wide temperature range even after thousands of cycles, and are ready to work faster than batteries. However, this technical solution also does not provide for the possibility of matching the generator with a speed-adjustable asynchronous motor and the ability to control the process of stopping it.

Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство временной замены электрической сети, содержащее установленные на одном валу электродвигатель, маховик и синхронный генератор (Авт. свид. СССР №418936, М. Кл. Н02k 7/02, опубл. 05.03.1974).Closest to the proposed technical solution is a temporary replacement of the electric network, containing an electric motor, a flywheel and a synchronous generator mounted on one shaft (Auth. Certificate. USSR No. 418936, M. Cl. Н02k 7/02, published 05.03.1974).

Надежность работы этого устройства обусловлена тем, что ротор синхронной электромашины, который вращается маховиком, содержит постоянные магниты. Когда в сети пропадает напряжение, то вращающийся ротор индуцирует в статоре ток, который и питает потребителя. Т.е. никакого перерыва в подаче электропитания физически нет. Однако при переходе питания основного асинхронного двигателя привода циркуляционного насоса, питаемого в рабочем режиме от преобразователя частоты, к питанию от синхронного генератора в аварийных режимах возможны недопустимые броски тока в статорной обмотке основного двигателя, обусловленные неравенством частот, фазовых сдвигов и амплитуд напряжений, формируемых преобразователем частоты, питающим асинхронный двигатель, и синхронного генератора.The reliability of this device is due to the fact that the rotor of a synchronous electric machine, which rotates by a flywheel, contains permanent magnets. When the voltage disappears in the network, the rotating rotor induces a current in the stator, which feeds the consumer. Those. There is no physical interruption in the power supply. However, when the power supply of the main asynchronous motor of the circulation pump drive, powered in the operating mode from the frequency converter, to the power from the synchronous generator in emergency conditions, inrush currents in the stator winding of the main motor are possible due to the inequality of frequencies, phase shifts and voltage amplitudes generated by the frequency converter feeding an asynchronous motor, and a synchronous generator.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является расширение функциональных возможностей устройства аварийного охлаждения реакторной установки при ее обесточивании, обеспечение снижения частоты вращения главного циркуляционного насоса от рабочей установившейся частоты вращения до перехода на естественную циркуляцию за технологически заданное время по линейному закону при уменьшении собственной массы.The technical problem solved by the invention is to expand the functionality of the emergency cooling device of the reactor installation when it is de-energized, to reduce the rotation speed of the main circulation pump from the operating steady-state speed to the transition to natural circulation for a technologically predetermined time according to a linear law with a decrease in self-weight.

Для решения этой технической задачи предлагается устройство аварийного охлаждения реакторной установки при ее обесточивании, содержащее главный циркуляционный насос и установленный с ним на одном валу основной асинхронный электродвигатель, установленные на другом валу асинхронный электродвигатель, маховик и синхронный генератор, два преобразователя частоты, два датчика частоты, два датчика фазы, два датчика напряжения, управляемый возбудитель синхронного генератора, формирователь управляющего напряжения, комбинированный источник питания, логический блок, шесть сумматоров, три управляемых силовых ключа, пороговые блоки контроля уровня рассогласования фаз, напряжений и частот, блок контроля фазных напряжений силовой сети, шины питания основного асинхронного электродвигателя через первый управляемый силовой ключ подключены к выходу одного преобразователя частоты, вход комбинированного источника питания подключен к силовому выходу синхронного генератора, выходы комбинированного источника питания подключены к питающим входам формирователя управляющего напряжения и управляемого возбудителя синхронного генератора, выходы которого подключены к обмотке возбуждения синхронного генератора, силовой выход которого через второй силовой ключ подключен к шинам питания основного асинхронного электродвигателя, входы одних датчиков частоты, фазы и напряжения подключены к шинам питания основного асинхронного электродвигателя, входы других датчиков частоты, фазы и напряжения подключены к силовому выходу синхронного генератора, выходы одних и других датчиков частоты, фазы и напряжения подключены ко входам первого, второго и третьего сумматоров соответственно, выход первого сумматора подключен ко входу четвертого сумматора и через пороговый блок контроля уровня рассогласования частот - к первому входу логического блока, выход второго сумматора подключен ко входу пятого сумматора, к одному управляющему входу управляемого возбудителя синхронного генератора и через блок контроля рассогласования фаз - ко второму входу логического блока, выход третьего сумматора подключен к одному входу шестого сумматора и через блок контроля рассогласования напряжений - к третьему входу логического блока, четвертый вход которого подключен к выходу блока контроля фазных напряжений силовой сети питания, выход формирователя управляющего напряжения подключен к другому входу шестого сумматора, выход которого подключен к другому входу управляемого возбудителя синхронного генератора, выход логического блока соединен с пусковым входом формирователя управляющего напряжения и подключен к управляющим входам первого, второго и третьего управляемых силовых ключей, выход четвертого сумматора подключен к одному управляющему входу другого преобразователя частоты, выход пятого сумматора подключен к другому управляющему входу другого преобразователя частоты, вход другого преобразователя частоты через ключ подключен к силовой сети питания, а его выход через третий управляемый силовой ключ подключен к обмоткам асинхронного электродвигателя.To solve this technical problem, an emergency cooling device for the reactor installation when it is de-energized is proposed, containing a main circulation pump and a main induction motor mounted on one shaft, an induction motor, a flywheel and a synchronous generator mounted on the other shaft, two frequency converters, two frequency sensors, two phase sensors, two voltage sensors, a controlled exciter of a synchronous generator, a control voltage driver, a combined source power supply, logic unit, six adders, three controlled power switches, threshold blocks for monitoring the level of mismatch of phases, voltages and frequencies, phase voltage control unit of the power network, power buses of the main asynchronous electric motor are connected to the output of one frequency converter via the first controlled power switch, input of combined the power source is connected to the power output of the synchronous generator, the outputs of the combined power source are connected to the power inputs of the driver of the control voltage a controlled exciter of a synchronous generator, the outputs of which are connected to the excitation winding of a synchronous generator, the power output of which is connected to the power buses of the main asynchronous electric motor through the second power switch, the inputs of some frequency, phase and voltage sensors are connected to the power buses of the main asynchronous electric motor, the inputs of other sensors frequency, phase and voltage are connected to the power output of the synchronous generator, the outputs of one and the other frequency, phase and voltage sensors are connected to odes of the first, second and third adders, respectively, the output of the first adder is connected to the input of the fourth adder and through the threshold block for monitoring the level of frequency mismatch to the first input of the logic unit, the output of the second adder is connected to the input of the fifth adder, to one control input of the controlled exciter of the synchronous generator and through the phase mismatch control unit - to the second input of the logic unit, the output of the third adder is connected to one input of the sixth adder and through the control unit voltage - to the third input of the logical unit, the fourth input of which is connected to the output of the phase voltage control unit of the power supply network, the output of the control voltage generator is connected to another input of the sixth adder, the output of which is connected to another input of the controlled exciter of the synchronous generator, the output of the logical unit is connected to the starting input of the driver of the control voltage and connected to the control inputs of the first, second and third controlled power switches, the output of the fourth and connected to one control input of the other inverter, the fifth adder output is connected to another control input of the other inverter, the other input of the frequency converter through the switch connected to the mains supply, and its output via a third controllable power switch connected to the windings of the induction motor.

Источники информации, содержащие всю совокупность признаков заявляемого устройства, при проведении поиска по патентной и научно-технической литературе не обнаружены. Совокупность существенных признаков заявляемого устройства не следует явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Предлагаемое устройство может быть изготовлено на имеющемся оборудовании с использованием современных функциональных узлов и применено при аварийных режимах, связанных с отключением питающего напряжения, например, для обеспечения выбега по заранее заданной программе главного циркуляционного насоса теплоносителя реакторной установки атомной электростанции. Поэтому заявитель считает, что заявляемое устройство соответствует критериям патентоспособности изобретения «новизна», «промышленная применимость» и «изобретательский уровень»,Sources of information containing the totality of the features of the claimed device, when conducting a search in patent and scientific literature were not found. The set of essential features of the claimed device does not follow explicitly from the studied prior art, has significant differences from the considered analogues. The proposed device can be manufactured on existing equipment using modern functional units and used in emergency conditions associated with disconnecting the supply voltage, for example, to ensure the run-out according to a predetermined program of the main circulation pump of the coolant of the reactor plant of a nuclear power plant. Therefore, the applicant believes that the claimed device meets the criteria of patentability of the invention of "novelty", "industrial applicability" and "inventive step",

Сущность изобретения поясняется функциональной схемой, на которой показан пример использования предлагаемого устройства аварийного охлаждения реакторной установки для обеспечения выбега по линейному закону главного циркуляционного насоса теплоносителя реакторной установки атомной электростанции при аварийных режимах, связанных с отключением питающего напряжения электроустановок станции. Представленный пример не охватывает все возможные варианты изготовления и использования предлагаемого устройства в соответствии с изобретением.The invention is illustrated by a functional diagram that shows an example of the use of the proposed emergency cooling device of the reactor installation to ensure the run-out according to the linear law of the main circulation pump of the coolant of the reactor installation of a nuclear power plant under emergency conditions associated with the disconnection of the supply voltage of the plant's electrical installations. The presented example does not cover all possible options for the manufacture and use of the proposed device in accordance with the invention.

На функциональной схеме обозначены главный циркуляционный насос 1 теплоносителя реактора атомной электростанции, установлений на одном валу с основным асинхронным двигателем 2, трехфазная силовая сеть 3 питания, один преобразователь 4 частоты, ключ 5, первый управляемый силовой ключ 6. асинхронный электродвигатель 7, другой преобразователь 8 частоты, второй управляемый силовой ключ 9, ключ 10, третий управляемый силовой ключ 11, датчики 12 и 13 частоты, датчики 14 и 15 фазы, датчики 16 и 17 напряжения, сумматоры 18-23, синхронный генератор 24, маховик 25, логический блок 26, управляемый возбудитель 27 синхронного генератора 24, комбинированный источник 28 питания, формирователь 29 управляющего напряжения, блок 30 контроля рассогласования фаз, блок 31 контроля рассогласования частоты, блок 32 контроля рассогласования напряжения, блок 33 контроля фазных напряжений трехфазной силовой сети 3 питания.The functional diagram shows the main circulation pump 1 of the reactor coolant of a nuclear power plant, installations on the same shaft as the main induction motor 2, three-phase power supply network 3, one frequency converter 4, key 5, the first controllable power switch 6. asynchronous motor 7, another converter 8 frequency, second controlled power switch 9, key 10, third controlled power switch 11, frequency sensors 12 and 13, phase sensors 14 and 15, voltage sensors 16 and 17, adders 18-23, synchronous generator 24, flywheel 25, lo matic block 26, controlled by the exciter 27, the synchronous generator 24, the combined power supply 28, generator 29, a control voltage, the control unit 30 controls the phase mismatch, the control unit 31, the error rate, the block 32 controls the error voltage, the unit 33 controls the phase voltages of three-phase power line 3 power.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Главный циркуляционный насос 1 теплоносителя реактора атомной электростанции в штатном режиме приводится во вращение основным асинхронным двигателем 2, который подключен к трехфазной силовой сети 3 питания через один преобразователь 4 частоты, ключ 5 и первый управляемый силовой ключ 6. В штатном режиме ключи 5 и 10, управляемые силовые ключи 6 и 11 замкнуты, управляемый силовой ключ 9 разомкнут.Асинхронный двигатель 7 вращает маховик 25 и вал синхронного генератора 24. Вход комбинированного источника 28 питания подключен к силовому выходу синхронного генератора 24 (эта связь не показана). Так как ротор синхронного генератора 24, который вращается маховиком 25, содержит постоянные магниты, то вращающийся ротор индуцирует в статоре ток, который и питает комбинированный источник 28 питания с момента включения асинхронного двигателя 7. Комбинированный источник 28 питания обеспечивает энергией управляемый возбудитель 27 и формирователь 29 управляющего напряжения в течение всего времени работы устройства вплоть до полной остановки маховика 25 и синхронного генератора 24. В штатном эксплуатационном режиме на входы одного 4 и другого 8 преобразователей частоты поступают от системы управления (не показана) сигналы задания выходных напряжений и частоты преобразователей 4 и 8 частоты (соответственно uз1, fз1, uз2, fз2), обеспечивающие основным асинхронным двигателем 2 рабочий режим насоса 1, а асинхронным двигателем 7 режим работы, при котором на выходе синхронного генератора 24 формируется напряжение, близкое (или равное) по амплитуде, частоте и фазовому сдвигу напряжению на обмотках статора основного асинхронного двигателя 2.The main circulation pump 1 of the coolant of the reactor of a nuclear power plant in normal mode is driven by the main asynchronous motor 2, which is connected to the three-phase power supply network 3 through one frequency converter 4, key 5 and the first controllable power switch 6. In normal operation, keys 5 and 10, the controlled power switches 6 and 11 are closed, the controlled power switch 9 is open. The induction motor 7 rotates the flywheel 25 and the shaft of the synchronous generator 24. The input of the combined power source 28 is connected to the sync power output generator 24 (this relationship is not shown). Since the rotor of the synchronous generator 24, which is rotated by the handwheel 25, contains permanent magnets, the rotating rotor induces a current in the stator, which feeds the combined power source 28 from the moment the induction motor 7 is turned on. The combined power source 28 provides energy to the controlled exciter 27 and driver 29 control voltage throughout the entire operation of the device up to a complete stop of the flywheel 25 and the synchronous generator 24. In normal operation, the inputs of one 4 and another 8 frequency converters come from a control system (not shown) signals for setting the output voltages and frequencies of frequency converters 4 and 8 (respectively, u z1 , f z1 , u z2 , f z2 ), providing the main asynchronous motor 2 with the operating mode of pump 1, and with an asynchronous motor 7 a mode of operation in which a voltage is generated at the output of the synchronous generator 24 that is close (or equal) in amplitude, frequency and phase shift to the voltage across the stator windings of the main induction motor 2.

Датчики 12, 14 и 16 измеряют соответственно частоту, фазовый сдвиг и амплитуду напряжения на обмотках статора основного асинхронного двигателя 2, а датчики 13, 15 и 17 - частоту, фазовый сдвиг и амплитуду напряжения на обмотках статора синхронного генератора 24. Выходные сигналы датчиков 12-17 по каждой переменной сравниваются соответственно на первом 18, втором 19 и третьем 20 сумматорах. Результат сравнения (ошибка) по частоте Δf поступает на четвертый сумматор 21, сигнал с выхода которого обеспечивает коррекцию выходной частоты другого преобразователя 8, соответственно частоту вращения асинхронного электродвигателя 7 и синхронного генератора 24, подстраивая частоту его выходного напряжения к частоте напряжения на обмотках статора основного асинхронного двигателя 2. Коррекцию по напряжению обеспечивает сигнал сравнения (ошибка) по напряжению Δu, поступающий на шестой сумматор 23, где сравнивается с основным сигналом uв задания возбуждения синхронного генератора 24. Сигнал сравнения (ошибка) по фазовому сдвигу Δφ напряжений на обмотках статоров основного асинхронного двигателя 2 и синхронного генератора 24 с выхода второго сумматора 19 поступает на пятый сумматор 22, сигнал с выхода которого обеспечивает коррекцию выходной фазы другого преобразователя 8 в соответствии с фазой основного асинхронного двигателя 2, и на систему фазового управления управляемого возбудителя 27. Сигналы ошибок Δf, Δu и Δφ поступают на блоки 30, 31, 32 контроля рассогласования, где сравниваются с допустимыми их уровнями, исходя из безопасности переключения питания основного асинхронного двигателя 2 от одного преобразователя 4 к синхронному генератору 24. При установившемся штатном режиме работы устройства все три сигнала ошибок приводятся в зону допустимых их значений (на выходе блоков 30, 31, 32 контроля рассогласования соответственно фаз, частот и напряжений поддерживаются логические уровни «1»). При аварийном отключении напряжения силовой сети 3 питания блок 33 контроля фазных напряжений силовой сети 3 питания формирует на выходе единичный сигнал и логический блок 26, реализующий логическую функцию «И», формирует сигнал разрешения на переключение питания основного асинхронного двигателя 2. Этот сигнал разомкнет управляемый первый силовой ключ 6 и замкнет второй управляемый силовой ключ 9, обеспечивая питание основного асинхронного двигателя 2 от синхронного генератора 24, а также разомкнет третий силовой ключ 11, отключая от силовой сети 3 питания асинхронный двигатель 7. Одновременно этот же сигнал поступит на вход формирователя 29 напряжения, обеспечивая управление возбуждением синхронного генератора 24 и, соответственно, напряжением на его выходе в соответствии с заранее заданным законом снижения скорости основного асинхронного двигателя 2 и приводимого им циркуляционного насоса 1, в данном случае по линейному закону.The sensors 12, 14 and 16 measure the frequency, phase shift and voltage amplitude on the stator windings of the main induction motor 2, respectively, and the sensors 13, 15 and 17 measure the frequency, phase shift and voltage amplitude on the stator windings of the synchronous generator 24. The output signals of the sensors 12- 17 for each variable are compared respectively on the first 18, second 19 and third 20 adders. The result of the comparison (error) in frequency Δf is supplied to the fourth adder 21, the output signal of which provides the correction of the output frequency of another converter 8, respectively, the rotation frequency of the asynchronous motor 7 and the synchronous generator 24, adjusting the frequency of its output voltage to the frequency of the voltage on the stator windings of the main asynchronous 2. Correction motor voltage provides a comparison signal (error) voltage Δu, supplied to the sixth adder 23, where it is compared with a main signal for the u excitation of the synchronous generator 24. A comparison signal (error) of the phase shift Δφ of the voltages on the stator windings of the main induction motor 2 and the synchronous generator 24 from the output of the second adder 19 is fed to the fifth adder 22, the output signal of which provides the correction of the output phase of another converter 8 to in accordance with the phase of the main induction motor 2, and the phase control system of the controlled pathogen 27. The error signals Δf, Δu and Δφ are fed to the mismatch control units 30, 31, 32, where their acceptable levels, based on the safety of switching the power supply of the main induction motor 2 from one converter 4 to the synchronous generator 24. When the device is in normal operation, all three error signals are brought into the zone of their acceptable values (at the output of control units 30, 31, 32 mismatches of phases, frequencies and voltages, respectively, are supported by logic levels “1”). In the event of an emergency shutdown of the voltage of the power supply network 3, the phase voltage control unit 33 of the power supply network 3 generates a single signal at the output and a logic unit 26 that implements the logical function "I" generates an enable signal for switching the power supply of the main asynchronous motor 2. This signal will open the controlled first power switch 6 and closes the second controllable power switch 9, providing power to the main induction motor 2 from the synchronous generator 24, and also opens the third power switch 11, disconnecting from the power the power supply network 3 is an induction motor 7. At the same time, the same signal will be input to the voltage driver 29, providing control of the excitation of the synchronous generator 24 and, accordingly, the voltage at its output in accordance with a predetermined law of speed reduction of the main induction motor 2 and the circulation pump 1 driven by it , in this case, according to a linear law.

Заявителем разработан и успешно испытан макет предлагаемого устройства. Предлагаемое устройство абсолютно экологично, стабильно работает в широком температурном диапазоне независимо от числа срабатываний.The applicant has developed and successfully tested the layout of the proposed device. The proposed device is absolutely environmentally friendly, stably operates in a wide temperature range, regardless of the number of operations.

Перечень позицийList of items

Главный циркуляционный насос 1 теплоносителя реакторной установки атомной электростанции, основной асинхронный двигатель 2, трехфазная сеть 3 питания, преобразователь 4 частоты, ключ 5, ключ 6, приводной асинхронный двигатель 7, преобразователь 8 частоты, ключи 9-11, датчики 12 и 13 частоты, датчики 14 и 15 фазы, датчики 16 и 17 напряжения, сумматоры 18-23, синхронный генератор 24, маховик 25, логический блок 26, управляемый возбудитель 27 синхронного генератора 24, комбинированный источник питания 28, формирователь 29 управляющего напряжения возбуждения, блок 30 контроля рассогласования напряжения, блок 31 контроля рассогласования фазы, блок 32 контроля рассогласования частоты, блок 33 контроля фазных напряжений силовой сети.The main circulation pump 1 of the coolant of the reactor installation of a nuclear power plant, the main asynchronous motor 2, three-phase power supply 3, frequency converter 4, key 5, key 6, asynchronous drive motor 7, frequency converter 8, keys 9-11, frequency sensors 12 and 13, phase sensors 14 and 15, voltage sensors 16 and 17, adders 18-23, synchronous generator 24, flywheel 25, logic block 26, controllable exciter 27 of synchronous generator 24, combined power supply 28, driver of excitation control voltage 29, block 30 voltage mismatch control unit, phase mismatch control unit 31, frequency mismatch control unit 32, power network phase voltage control unit 33.

Claims (1)

Устройство аварийного охлаждения реакторной установки при ее обесточивании, содержащее главный циркуляционный насос и установленный с ним на одном валу основной асинхронный электродвигатель, один преобразователь частоты, отличающееся тем, что в него введены установленные на другом валу асинхронный электродвигатель, маховик и синхронный генератор, другой преобразователь частоты, два датчика частоты, два датчика фазы, два датчика напряжения, управляемый возбудитель синхронного генератора, формирователь управляющего напряжения, комбинированный источник питания, логический блок, шесть сумматоров, три управляемых силовых ключа, пороговые блоки контроля уровня рассогласования фаз, напряжений и частот, блок контроля фазных напряжений силовой сети, шины питания основного асинхронного электродвигателя через первый управляемый силовой ключ подключены к выходу одного преобразователя частоты, вход комбинированного источника питания подключен к силовому выходу синхронного генератора, выходы комбинированного источника питания подключены к питающим входам формирователя управляющего напряжения и управляемого возбудителя синхронного генератора, выходы которого подключены к обмотке возбуждения синхронного генератора, силовой выход которого через второй силовой ключ подключен к шинам питания основного асинхронного электродвигателя, входы одних датчиков частоты, фазы и напряжения подключены к шинам питания основного асинхронного электродвигателя, входы других датчиков частоты, фазы и напряжения подключены к силовому выходу синхронного генератора, выходы одних и других датчиков частоты, фазы и напряжения подключены ко входам первого, второго и третьего сумматоров соответственно, выход первого сумматора подключен ко входу четвертого сумматора и через пороговый блок контроля уровня рассогласования частот - к первому входу логического блока, выход второго сумматора подключен ко входу пятого сумматора, к одному управляющему входу управляемого возбудителя синхронного генератора и через блок контроля рассогласования фаз - ко второму входу логического блока, выход третьего сумматора подключен к одному входу шестого сумматора и через блок контроля рассогласования напряжений - к третьему входу логического блока, четвертый вход которого подключен к выходу блока контроля фазных напряжений силовой сети питания, выход формирователя управляющего напряжения подключен к другому входу шестого сумматора, выход которого подключен к другому входу управляемого возбудителя синхронного генератора, выход логического блока соединен с пусковым входом формирователя управляющего напряжения и подключен к управляющим входам первого, второго и третьего управляемых силовых ключей, выход четвертого сумматора подключен к одному управляющему входу другого преобразователя частоты, выход пятого сумматора подключен к другому управляющему входу другого преобразователя частоты, вход другого преобразователя частоты через ключ подключен к силовой сети питания, а его выход через третий управляемый силовой ключ подключен к обмоткам асинхронного электродвигателя. The emergency cooling device of the reactor installation when it is de-energized, containing the main circulation pump and the main asynchronous electric motor mounted on one shaft, one frequency converter, characterized in that an asynchronous electric motor installed on the other shaft, a flywheel and a synchronous generator, and another frequency converter , two frequency sensors, two phase sensors, two voltage sensors, a controlled exciter of a synchronous generator, a control voltage driver, combi an integrated power supply, a logic unit, six adders, three controllable power switches, threshold blocks for monitoring the level of mismatch of phases, voltages and frequencies, a phase voltage control unit for the power network, power supply buses of the main asynchronous electric motor are connected to the output of one frequency converter via the first controllable power switch, the input of the combined power source is connected to the power output of the synchronous generator, the outputs of the combined power source are connected to the power inputs of the shaper the control voltage and the controlled exciter of the synchronous generator, the outputs of which are connected to the excitation winding of the synchronous generator, the power output of which through the second power switch is connected to the power buses of the main asynchronous electric motor, the inputs of some frequency, phase and voltage sensors are connected to the power buses of the main asynchronous electric motor, inputs of other frequency, phase and voltage sensors are connected to the power output of the synchronous generator, the outputs of one and the other frequency, phase and voltage sensors The inputs are connected to the inputs of the first, second and third adders, respectively, the output of the first adder is connected to the input of the fourth adder and through the threshold block for monitoring the frequency mismatch level to the first input of the logic unit, the output of the second adder is connected to the input of the fifth adder, to one control input of the controlled exciter synchronous generator and through the phase mismatch control unit to the second input of the logic unit, the output of the third adder is connected to one input of the sixth adder and through voltage mismatch control - to the third input of the logic unit, the fourth input of which is connected to the output of the phase voltage control unit of the power supply network, the output of the control voltage driver is connected to another input of the sixth adder, the output of which is connected to another input of the controlled exciter of the synchronous generator, the output of the logic block connected to the start input of the control voltage driver and connected to the control inputs of the first, second and third controlled power switches, output the fourth adder is connected to one control input of another frequency converter, the output of the fifth adder is connected to another control input of another frequency converter, the input of the other frequency converter is connected via a key to the power supply network, and its output through the third controlled power key is connected to the windings of the induction motor.
RU2013155503/07A 2013-12-13 2013-12-13 Emergency cooler for reactor facility at its de-energisation RU2539862C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155503/07A RU2539862C1 (en) 2013-12-13 2013-12-13 Emergency cooler for reactor facility at its de-energisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155503/07A RU2539862C1 (en) 2013-12-13 2013-12-13 Emergency cooler for reactor facility at its de-energisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2539862C1 true RU2539862C1 (en) 2015-01-27

Family

ID=53286676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013155503/07A RU2539862C1 (en) 2013-12-13 2013-12-13 Emergency cooler for reactor facility at its de-energisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2539862C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU278840A1 (en) * UNIT OF GUARANTEED FOOD
SU418936A1 (en) * 1971-12-06 1974-03-05 SYNCHRONOUS SEEDING GENERATOR
US4412170A (en) * 1981-07-02 1983-10-25 Precise Power Corporation Motor-generator system providing prolonged uninterrupted power supply to a load
RU2348097C1 (en) * 2007-05-08 2009-02-27 Закрытое акционерное общество "Эверест-турбосервис" Synchronous generator - compensator and method of its operation
RU126534U1 (en) * 2012-01-12 2013-03-27 ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НПО ВЭИ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИЯ" (ЗАО "НПО ВЭИ Электроизоляция") MAIN CIRCULATION PUMP ELECTRIC DRIVE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU278840A1 (en) * UNIT OF GUARANTEED FOOD
SU418936A1 (en) * 1971-12-06 1974-03-05 SYNCHRONOUS SEEDING GENERATOR
US4412170A (en) * 1981-07-02 1983-10-25 Precise Power Corporation Motor-generator system providing prolonged uninterrupted power supply to a load
RU2348097C1 (en) * 2007-05-08 2009-02-27 Закрытое акционерное общество "Эверест-турбосервис" Synchronous generator - compensator and method of its operation
RU126534U1 (en) * 2012-01-12 2013-03-27 ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НПО ВЭИ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИЯ" (ЗАО "НПО ВЭИ Электроизоляция") MAIN CIRCULATION PUMP ELECTRIC DRIVE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2778352B1 (en) Systems and methods for variable speed operation of combustion engines for power generation
US9577471B2 (en) Power system for providing an uninterruptible power supply to an external load
EP3068033B1 (en) Control of hybrid permanent magnet machine with rotating power converter and energy source
CN104578060B (en) Method for selecting black-start diesel engine of SFC self-start gas turbine set
KR20120006967A (en) Power supply apparatus and method
GB2519116A (en) Rapid on-line power reversal control device for flywheel electrical energy storage
JP6134787B2 (en) Rotating electrical machine system or wind power generation system
RU142585U1 (en) EMERGENCY COOLING SYSTEM FOR REACTOR INSTALLATION AT ITS POWER OFF
RU2539862C1 (en) Emergency cooler for reactor facility at its de-energisation
RU2518907C1 (en) Uninterrupted and secured power supply system for crucial power consumers
JP2018207574A (en) Microgrid control system and method
US20140218980A1 (en) Electrical Generator
JP2014036453A (en) Motor drive device and operation method thereof
US20130271055A1 (en) Paralleling of load commutated inverters
RU2419957C1 (en) Electric power plant
KR101111262B1 (en) An apparatus supplying power for controlling a control rod of a nuclear power plant
Lazarev et al. Electromagnetic and electromechanical processes in the variable electric drive of a circulating pump with double-speed asynchronous engines
RU2608185C2 (en) Device for adaptive control of smooth launch of high-voltage electric drives
RU2496209C1 (en) Standby method of frequency converters in system of electric actuators of circulating pumps of power facility
RU97227U1 (en) ELECTRIC POWER PLANT
CN116388234B (en) Control method, system, controller and storage medium of grid-connected power generation system
RU2566806C1 (en) Method for aircraft engine start by electric starter
RU2802730C1 (en) Device for excitation control of a synchronous generator in an alternating current distributing mains
Galassini et al. Response to Discussion of “A modular speed-drooped system for high reliability integrated modular motor drives”
JP7067729B1 (en) Uninterruptible power supply using flywheel

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200602