本實用新型涉及電氣設計領域，具體涉及一種適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統。
背景技術：
：福島事件之后國家核安全局會同有關部委對運行和在建核電廠開展了核安全檢查，檢查結果表明：我國核電廠具備一定的嚴重事故預防和緩解能力，安全風險處于受控狀態，安全是有保障的。但為了進一步提高我國核電廠的核安全水平，國家核安全局依據檢查結果對各核電廠提出了改進要求。為了規范各核電廠共性的改進行動，國家核安全局組織編制了《福島核事故后核電廠改進行動通用技術要求》(以下簡稱《通用技術要求》)，作為核電廠后續改進行動的指導性文件。在《通用技術要求》中，明確移動電源的功能要求為在喪失全部交流電源時(包括廠址附加柴油發電機)，應通過配置移動式應急電源為實施應急措施提供臨時動力，以緩解事故后果，并為恢復廠內外交流電源提供時間窗口。此外，也應對移動電源的負荷進行分析，這些負荷至少應包括核電廠安全參數的監測和控制，必要的通訊、通風和照明，主泵密封和移動泵(當不采用自帶動力的移動泵時)及其他臨時設施的負荷需求。福島事故表明極端外部事件能夠導致核電廠長期喪失交流電源和喪失最終熱阱。第三代先進壓水堆核電廠具有較強的外部事件抵御能力，在極端外部事件下，第三代先進壓水堆非能動安全系統不會由于長期喪失交流電源和喪失最終熱阱而受到影響，仍然能發揮作用，在事故72小時內無需外部電源支持可以維持堆芯和乏燃料冷卻。事故72小時后，在沒有其他可用電源的情況下，可以通過兩臺輔助柴油發電機可以向1E級事故后監測、主控制室照明、主控制室和儀控間的通風設施、非能動安全殼冷卻水箱、乏燃料池補水設施和其他必要的用電設備提供電源，一旦喪失輔助柴油發電機將導致上述事故72小時后的重要功能喪失。考慮福島事件的經驗反饋，為進一步消除剩余風險，設置低壓移動電源作為輔助柴油發電機失效后的冗余供電手段。技術實現要素：本實用新型針對現有技術的不足，提出一種適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統。適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統包括：電源車、接口箱、電機啟動及電源切換箱、電纜及布線通道(，低壓移動電源的容量滿足向選定機組的1E級事故后監測、主控制室照明、主控制室和儀控間的通風設施、非能動安全殼冷卻水箱、乏燃料池補水設施和其他必要的用電設備提供電源的需要)。優選地，所述電源車是獨立自持的系統，包括400V(三相、50Hz、G3級)柴油發電機、啟動系統、燃油系統、潤滑油系統、冷卻系統、進排氣系統、控制保護系統、勵磁電壓調節系統、配電系統、掛車系統、冷卻水預熱設施、油箱、在線補油設施；所述冷卻水預熱設施經配置以確保冷卻水溫度和潤滑油溫度滿足啟動要求，所述啟動系統的蓄電池容量能在失去交流電力供應(浮充)最長72小時后，保證機組起動6次而不需要再充電；所述燃油系統采取保溫設計，使得在失去加熱72小時后系統內燃油溫度仍在冷濾點溫度之上；所述油箱經配置以滿足機組滿載運行8小時要求；所述在線補油設施經配置以確保低壓移動電源滿足長期連續運行需求；所述控制保護系統設置應急/試驗選擇裝置，經配置以在應急運行時，閉鎖除柴油發電機組安全運行的停機聯鎖保護(柴油機超速)外的其他常規停機聯鎖保護(；電源車設計提出嚴格的尺寸和重量控制要求，整套裝置滿足車輛牽引和直升機投送要求，電源車示意圖參見圖2和圖3)。優選地，所述電源車配備一套車載配電盤，所述配電盤內設有發電機出口斷路器；所述配電盤按電廠實際需用電負荷的數量設置饋線回路向現場設備供電；所述配電盤內還設置備用的三相四極插座和兩極插座，以便搶險設備的臨時取電，電源插座配有相適應的斷路器；所述電源車還配置電纜接口，所述電纜接口與試驗負載相連進行滿負荷功率試驗，經配置以確保在役期間定期試驗的要求。優選地，其經配置以向事故72小時后相關負荷供電，在1E級交流UPS配電盤(B、C序列)增加移動電源接口，在輔助廠房內增加電機啟動及電源切換箱，并在輔助廠房外墻上設置兩個移動電源接口端子箱連接至移動電源的電纜；所述輔助廠房為抗震I類廠房，所述輔助廠房內的電纜橋架或增加的電纜管及支撐為抗震I類，電纜選用1E級電纜，儀控配電盤為1E級設備，電源接口端子箱按抗震I類設計。與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：1、本實用新型提供的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統，適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源及其接入系統提供了輔助柴油發電機失效后的冗余供電手段，消除剩余風險，大幅度提高了非能動先進壓水堆核電廠應對嚴重事故(福島事件)的能力。2、本實用新型提供的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統的低壓移動電源具有較高的啟動和運行的可靠性，可長期連續運行，在電廠遭遇極端外部事件下具有較高的可達性。3、本實用新型提供的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統的低壓移動電源接入系統結構簡單、操作簡便、迅速，具有很高的設防基準，對電廠可能遭遇的極端外部事件有較強的防御能力。4、本實用新型提供的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統的低壓移動電源可以在非能動先進壓水堆核電廠事故72小時后向1E級事故后監測、主控制室照明、主控制室和儀控間的通風設施、非能動安全殼冷卻水箱、乏燃料池補水設施和其他必要的用電設備提供電源。5、本實用新型提供的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統的低壓移動電源的設計考慮啟動和運行的高可靠性以及長期連續運行的需要，同時還要確保其在電廠遭遇極端外部事件下的高可達性。6、本實用新型提供的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統的低壓移動電源的配電系統與接入設備正常配電回路實體隔離，不破壞原有配電系統的通道隔離要求，低壓移動電源的配電系統采取車載模式確保其在電廠遭遇極端外部事件下的可用性。7、本實用新型提供的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統的低壓移動電源的接口箱和廠房內部接線設計考慮應對電廠可能遭遇的極端外部事件。附圖說明圖1為符合本實用新型優選實施例的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統的示意圖。圖2為符合本實用新型優選實施例的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統的電源車示意圖。圖3圖2所示結構的另一角度示意圖。圖4為符合本實用新型優選實施例的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統的電源車的配電系統示意圖。圖5為符合本實用新型優選實施例的適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統的電源車的接口箱示意圖。1—柴油發電機組；2—移動電源箱體；3—電纜絞盤；4—掛車支撐；5—電纜接線箱。具體實施方式為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。如圖1所示，適用于非能動先進壓水堆的低壓移動電源系統包括：電源車、接口箱、電機啟動及電源切換箱、電纜及布線通道(，低壓移動電源的容量滿足向選定機組的1E級事故后監測、主控制室照明、主控制室和儀控間的通風設施、非能動安全殼冷卻水箱、乏燃料池補水設施和其他必要的用電設備提供電源的需要)。優選地，所述電源車是獨立自持的系統，包括400V(三相、50Hz、G3級)柴油發電機、啟動系統、燃油系統、潤滑油系統、冷卻系統、進排氣系統、控制保護系統、勵磁電壓調節系統、配電系統、掛車系統、冷卻水預熱設施、油箱、在線補油設施；所述冷卻水預熱設施經配置以確保冷卻水溫度和潤滑油溫度滿足啟動要求，所述啟動系統的蓄電池容量能在失去交流電力供應(浮充)最長72小時后，保證機組起動6次而不需要再充電；所述燃油系統采取保溫設計，使得在失去加熱72小時后系統內燃油溫度仍在冷濾點溫度之上；所述油箱經配置以滿足機組滿載運行8小時要求；所述在線補油設施經配置以確保低壓移動電源滿足長期連續運行需求；所述控制保護系統設置應急/試驗選擇裝置，經配置以在應急運行時，閉鎖除柴油發電機組安全運行的停機聯鎖保護(柴油機超速)外的其他常規停機聯鎖保護(；電源車設計提出嚴格的尺寸和重量控制要求，整套裝置滿足車輛牽引和直升機投送要求，電源車示意圖參見圖2和圖3)。優選地，所述電源車配備一套車載配電盤，所述配電盤內設有發電機出口斷路器；所述配電盤按電廠實際需用電負荷的數量設置饋線回路向現場設備供電；所述配電盤內還設置備用的三相四極插座和兩極插座，以便搶險設備的臨時取電，電源插座配有相適應的斷路器；所述電源車還配置電纜接口，所述電纜接口與試驗負載相連進行滿負荷功率試驗，經配置以確保在役期間定期試驗的要求。優選地，其經配置以向事故72小時后相關負荷供電，在1E級交流UPS配電盤(B、C序列)增加移動電源接口，在輔助廠房內增加電機啟動及電源切換箱，并在輔助廠房外墻上設置兩個移動電源接口端子箱連接至移動電源的電纜；所述輔助廠房為抗震I類廠房，所述輔助廠房內的電纜橋架或增加的電纜管及支撐為抗震I類，電纜選用1E級電纜，儀控配電盤為1E級設備，電源接口端子箱按抗震I類設計。1.低壓移動電源系統設計當核電廠發生嚴重事故，喪失全部交流電源時，電源車在72小時內就位，利用掛車支撐使電源車平穩固定在停泊點，并將車體可靠接地。將車載軟電纜卸下，電纜兩端分別連接掛墻接口箱和電源車接口箱上對應的快速接口。檢查無誤后按指令啟動柴油發電機，達到額定頻率電壓后，操作車載配電系統按需要向1E級事故后監測、主控制室照明、主控制室和儀控間的通風設施、非能動安全殼冷卻水箱、乏燃料池補水設施和其他必要的用電設備提供電源。2.低壓移動電源柴油發電機及輔助系統設計低壓移動電源柴油發電機容量根據所帶載設備容量進行計算，即向核島非放射性通風系統中的主控室輔助風機A/B、B/C序列儀表間輔助風機、電動風閥，以及主控室照明、B/C序列事故后監測系統設備、PCS再循環泵A/B、氫點火器及其監測儀表設備供電。低壓移動電源的容量可確保PCS再循環泵A/B直接啟動時其瞬時電壓降小于20％。低壓移動電源的電源車是獨立自持的系統，由柴油發電機、啟動系統、燃油系統、潤滑油系統、冷卻系統、進排氣系統、控制保護系統、勵磁電壓調節系統、配電系統和掛車系統等部分組成。柴油發電機的發電機與柴油機采用聯軸節直接相聯，安裝在同一公共底座上，機組外殼可靠接地。柴油機采用多缸、直列或V型、水冷、四沖程柴油機，發電機采用自通風、防滴水保護型式同步發電機，設置空間加熱器，防止內部出現凝露現象。發電機接地制式采用中性點不接地方式，并設置絕緣監測裝置。對于啟動系統，柴油發電機組采用24V或12V電啟動，可以自動與手動啟動，機組本身具有應急手動啟動與停機裝置。機組運行時，由柴油機驅動的充電發電機對啟動蓄電池進行浮充；在機組停止運行時，通過電源車箱體上配置的市電充電裝置，向發電機組啟動蓄電池充電，維持蓄電池處于滿充狀態。電源車的啟動蓄電池容量可在失去交流電力供應最長72小時后，保證機組起動6次而不需要再充電，柴油發電機控制系統供電的單獨設置蓄電池，不共用機組啟動蓄電池。對于燃油系統，電源車箱體內設置油箱(底座油箱)，油箱預留日常加油管接口，允許機組運行時在線補充燃油，油箱容量應能滿足機組滿載運行8小時所需。移動式交流發電機應設置電動補油裝置及補油接管，當需要補油時可通過該接管向機帶油箱在線補油；為避免過補油，機帶油箱應設置液位指示以及高、低液位報警裝置。潤滑油系統應集成在柴油機上，包括機帶滑油泵、滑油精濾器、粗濾器、管路、閥門和控制設備。機帶滑油泵應有足夠的流量確保主軸承、曲柄銷、凸輪軸軸承、閥動機構、搖臂和其他關鍵運動部件獲得足夠的潤滑。潤滑油也用于活塞冷卻。滑油濾器應為多濾芯連續全流式，并采用合適的過濾介質。在核電廠設計環境溫度下，柴油機具備冷起動性能。系統滑油儲量可保證柴油機7天連續運行而無需補油，潤滑油系統的設計允許機組運行時在線補油。柴油機采用閉式循環水冷，添加乙二醇進行防凍保護。冷卻系統包括機帶水套水循環泵、溫控閥、膨脹水箱、散熱器和風機。機帶循環水泵應具有足夠的容量，在機組運行的各種穩態和瞬態工況條件下，均能將水套水的溫升限制在合適的范圍之內。溫控閥應能保持柴油機水套水處于穩定的溫度范圍，其選型和容量應能保證實現預期的功能。散熱器應能維持水套水處于要求的溫度范圍內。散熱器風機采用皮帶驅動。對于皮帶驅動風機，設計上考慮在一根風機皮帶損壞時，仍能連續正常運行。為使機組在低溫時能夠順利啟動，為機組設置了缸套水預熱裝置。冷卻系統應提供冷卻劑就地液位指示。柴油機配置一個或多個干式、可更換濾芯的空氣濾清器。排氣系統包括排氣管、排氣波紋管、消音器，其中消聲器及排氣管的設計應滿足排氣背壓的相關要求，并進行隔熱防火處理。裸露在外的排氣管，設置防雨措施。柴油機轉速和負荷控制系統包含配套的電子調速器及執行機構，以實現機組全范圍轉速控制。設置單獨的超速保護裝置獨立于調速器，用于防止調速器不起作用而導致飛車事故發生。發電機勵磁系統采用無刷勵磁方式。勵磁系統應能保證電壓波動最小化，并且在異步電動機起動和加速過程中保持發電機輸出電壓在可接受范圍內，滿足機組的瞬態運行要求。電壓調節器能高速、連續工作，并且能夠保持正常運行時電壓波動在合理的范圍內。機組配套的控制屏提供手動啟動機組的功能，可自動監測機組的運行，提供機組的報警、保護功能，控制屏面板上提供機組運行全部參數的指示表，便于直觀地查看機組狀態。控制屏包含下列控制功能：●操作控制開關，包括運行/停車/自動/復位；●帶手動復位功能的緊急停機按鈕；●電壓調節電位計；●轉速精確控制電位計。控制屏向機組提供下列參數指示：柴油機參數發電機參數柴油機轉速，r/min輸出交流電壓，Vac起動直流電壓，Vdc輸出交流電流，A滑油壓力，kPa頻率，Hz冷卻劑溫度，℃輸出有功功率，kW運行時間，h輸出無功功率，kVAR燃油儲量，L額定功率百分比潤滑油出機溫度，℃功率因數當機組運行期間發生故障時，柴油機控制系統應能觸發停機動作，以免機組損壞。控制為主動式，設備通過電觸點通電跳閘停機。壓力和溫度報警控制設置在停機控制之前，并且提供緊急停機報警。柴油機保護系統與跳閘相結合。機組設置下列報警和保護功能：機組應設置應急/試驗選擇裝置，以便在機組應急運行時，閉鎖除柴油發電機組安全運行的停機聯鎖保護(柴油機超速)外的其他常規停機聯鎖保護。3.低壓移動電源車載配電系統設計電源車內應配有輸出配電盤，向下游負荷供電。配電盤進線電源為380/220V，50Hz交流電源，三相四線制，母線額定電流為400A。配電盤進線以及饋線斷路器數量以及額定電流值見圖2和圖3，斷路器額定開斷容量應不小于10kA。配電盤上應配有與輸出電纜相配套的接插件，以方便連接輸出電纜。箱體內部應設置電纜絞盤及附件，電纜的線徑應能滿足發電機組額定功率所需線徑要求，電纜應采用阻燃軟電纜，電纜應為耐溫90℃的低煙無鹵阻燃電纜，賣方提供的電纜應提供電纜廠家該規格型號的相關測試報告。為滿足載流量要求以及臨時接線的便利性，輸出電力電纜按電纜在空氣中最大載流量配置。電力電纜要求采用銅芯絕緣軟電纜，電纜截面為2x25mm2、3x10mm2以及3x35mm2，以選擇應適應不同負載容量的供電要求。電纜載流量應大于極端條件下最大可能輸出電流，同時電纜具備一定的耐磨、耐油、耐溫、阻燃性能。電纜外表層應標注使用的額定電壓，標稱截面積或額定電流。發電機組輸出端和電源車輸出端必須標明符合國家標準的相線名稱，箱體內布置的電力電纜的兩端必須有不小于200mm長的顏色標記。A相線用黃色標記，B相線用綠色標記，C相線用紅色標記，中性線N用褐色或淡藍色標記。輸出電纜規格與數量見圖4，每根出線電纜長度應至少為100米。輸出電纜兩端應配有相應的快速接頭，連接至外部電源接口箱以及電源車內配電盤。快速接頭應與外部電源接口箱以及電力電纜和電纜接插件相配套，確保電纜兩端能夠快速可靠連接。控制配電系統：移動式交流發電機至少配備一套配電裝置，配電裝置內應設有發電機出口斷路器，配電系統設置要求見圖2和圖3。配電盤內應至少配有九個饋線斷路器向現場設備供電。此外，配電裝置內至少包括三相四極插座，兩極插座，電源插座配有相適應的斷路器。三相四極插座接線的相序應按順時針方向排列(面向插座)，兩極插座接線滿足左零右火的接線規范。為了確保機組服役期間定期試驗的要求，還應提供可以與試驗負載相連進行滿負荷功率試驗所需的電纜接口。4.低壓移動電源掛車及車載輔助系統設計掛車底盤的選擇：掛車底盤采用前輪輪式轉向，轉向總角度在±90度之間。車廂與掛車底盤的連接應牢固可靠，車廂的縱向中心平面與底盤的縱向中心平面應重合，其對稱度公差在車廂全長范圍內不大于5mm。掛車配備相應支撐裝置。支撐腿固定在掛車大梁，使用時支撐腿向下伸出觸地，將車身頂起，使掛車的大部分(或全部)重量由支撐腿支撐，保持車體的平穩，減輕車輛彈簧鋼板的負載。使用完畢，支撐腿向上收起，離地有足夠的高度，保證有充分的離地高度，確保行車安全、保護輪胎及設備的安全。四只支腿應帶有鎖定保護，在不平的路面使用時按高度差進行調平。電源車的應配備可靠的接地裝置，其接地電阻應不大于4Ω。車輛底盤、發電機組外殼、廂體，配電柜、油箱等通過專用電纜線連接，并通過接地線匯集于一處。掛車配有專用的接地裝置，接地裝置標有規定的符號或圖形。接地裝置包括長度不少于50m，截面積不小于35mm2的帶絕緣護套接地線以及可連接到廠區接地網的接地夾。掛車箱體內部配置防爆直流照明和防爆交流電源插座及相應配電箱，發電機組的日常操作在箱體內部和外部均可完成，操作控制屏各監測儀表表面的照度不低于20lx。車廂內布置的發電機組電力電纜必須有專用的布線通道。布線通道應具有電纜保護、絕緣、防積水功能。掛車的總重量(含箱體等附件)不宜超過5噸。車廂能防雨、防塵、隔熱、防火、防銹，在降雨條件下作業時，車頂、側壁、門和窗不應有滲漏現象。掛車車體上設置吊耳(可承受整車重量)，方便設備整體起吊。5.低壓移動電源接口箱設計接口箱及其配套設備為金屬封閉式、掛墻明裝，柜前安裝、維護和操作，接口箱外形示意圖見圖5。電纜快速接頭插座固定在移動電源接口箱內，并配有指示燈以顯示回路是否處于接通狀態，插座外殼防護等級不低于移動電源接口箱。6.原有供電系統改造及內布線通道的設計由于移動電源需向事故72小時后相關負荷供電，所以需在既有的1E級交流UPS配電盤(IDSB-EA-2與IDSC-EA-2，布置在輔助廠房100m標高層面)新增接入移動電源的接口，并在輔助廠房Q軸交9.1至11軸區域外墻上設置兩個移動電源接口端子箱連接至移動電源的電纜。在B,C序列72小時蓄電池調壓變壓器下游的1E級交流UPS配電盤(IDSB-EA-2和IDSC-EA-2，布置在輔助廠房100m標高層面)上各設置一個電源接口，通過電纜將該接口連接至輔助廠房外墻處。在非能動安全殼冷卻系統再循環泵的電源轉換箱處增設一路移動電源接口，并通過電纜將其引至輔助廠房外墻。新增VBS-EP-001A/B切換箱，并設置一路移動電源接口，為事故72小時后需要運行的VBS設備供電。在輔助廠房外墻的恰當位置設置電源接口端子箱，低壓移動電源通過該端子箱實現向事故72小時后設施供電。輔助廠房為抗震I類廠房，輔助廠房內的電纜橋架或增加的電纜管及支撐為抗震I類，電纜選用1E級電纜，電纜敷設滿足的獨立性和通道隔離要求，儀控配電盤為1E級設備，電源接口端子箱按抗震I類設計，如此可確保供配電系統可用。所有電纜/電纜管進出輔助廠房外墻和電源接口端子箱處均采取防火和防水封堵。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統而言，由于與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。本領域技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本實用新型的范圍。顯然，本領域的技術人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內。當前第1頁1 2 3