CPR1000核电厂应急柴油发电机组试验方法研究

第３２卷２Ｏｌｌ第１期年２月核动力．丁程ＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｂｌ．３２．ＮＯ．１Ｆｅｂ．２０ｌｌ

文章编号：０２５８—０９２６（２０１１）０１—００２５－０４

ＣＰＲ１０００核电厂应急柴油发电机组试验方法研究

陆秀生，钟质飞，杨勇（中科华核电技术研究院．广东曾醐ｌＩ．５１８０２６）摘要：ＣＰＲｌ０００核电厂设计时未配备专门的应急柴油机组试验负荷，而应急配电盘Ｌ也无足够的负荷。为了保证应急柴油机组试验不增加核电厂的大修时间，提出了增加移动试验负荷的解决方案。根据现有技术条件和ＣＰＲｌ０００的设计．推荐采用干式负荷作为试验负荷，使用断路器作为与应急柴油发电机组的接口，并增加２个接线箱的方案作为与附加柴油发电机组的接口。建议在ＣＰＲｌ０００核电厂设计阶段，统一考虑配置试验负荷的接口，并考虑多机组多电站共用移动试验负荷，有利于设备的可互换性。关键词：应急柴油发电机组；负荷；试验；接口中图分类号：ＴＭ６２３．４；ＴＭ６２３．１文献标识码：Ａ

１引言

应急柴油发电机组作为核电厂重要设备之一，其满负荷试验只能在核电机组换料大修期间进行。如果应急柴油发电机组在满负荷试验过程中出现异常，将会超出计划时间。成为大修关键路径，从而延长大修时间。因此，研究和解决应急柴油发电机组的满负荷试验问题，以减少甚至消除其对大修工期的影响是各核电厂大修优化的重要课题。

２核电机组对应急柴油发电机组的要求ＣＰＲｌ０００核电机组用电安全系统由２个互为冗余的列（Ａ列和Ｂ列）组成，每列配备ｌ台应急柴油发电机组，与中压应急母线ＬＨＡ（Ａ列）和ＬＨＢ（Ｂ列）相连接。当主厂外电源和辅助厂外电源均失去时，由内部电源（应急柴油发电机组）通过中压应急母线ＬＨＡ和ＬＨＢ向核辅助设施供电，以保证反应堆安全停堆并维持在安全状态。ＣＰＲｌ０００核电机组运行技术规范规定：正常运行时如失去１个内部电源，故障电源必须在３ｄ内恢复，否则必须后撤到较安全的状态（双相ＮＳ／ＲＲＡ）以应对电源全部失去的事故；正常运收稿日期：２００９．１１．１４；修回日期：２０ｌＯ．０７－２７行时如失去２个内部电源，必须在ｌｈ内撤到双相ＮＳ／ＲＲＡ状态以应对电源全部失去的事故。为了验证应急柴油发电机组的可用性是否满足技术规范要求，须对应急柴油发电机组进行定期试验，包括：①每月１次的启动和部分功率试验：由主控制室进行启动控制，发电机通过应急配电盘带４懒定功率（Ｐｎ）负荷运行一定时间，柴油发电机组的全部保护都投入运行；②每次反应堆停堆换料期间的１次满负荷试验：将应急柴油发电机组接人电网，并带满负荷（１００％尸ｎ）运行一定时间，全部保护投入运行。３大修时应急柴油发电机组试验存在的问题ＣＰＲｌ０００核电站应急柴油发电机组容量较大，电站设计时未考虑配备专门的试验负荷，而应急配电盘上的负荷无法满足应急柴油机满负荷试验的要求。因此，应急柴油发电机组的满功率试验只能在大修期间通过连接外电网进行（图１）。进行满功率试验时，应急柴油发电机组通过应急母线ＬＨＡ或ＬＨＢ、中压厂用母线ＬＧＢ或ＬＧＣ以及辅助变压器连接到电网。大修期间进行应急柴油发电机组试验存在如

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图ｌ应急柴油发电机组满功率试验单线图Ｆｉｇ．１ＳｉｎｇｌｅＬｉｎｅＤｉａｇｒａｍｆｏｒＥｍｅｒｇｅｎｃｙＤｉｅｓｅｌＧｅｎｅｒａｔｏｒＴｅｓｔ

下几个方面的问题：３．１大修时间延长如果应急柴油发电机组在试验过程中出现异常情况，会影响到大修关键路径，延长大修时间。应急柴油发电机组在满负荷试验过程中出现异常时的处理方案有２种：①修复异常的应急柴油发电机组；②用附加柴油发电机组替代异常应急柴油发电机组。修复方案的延长时间取决于异常诊断时间、修复速度和修复后的满负荷试验时间。根据运行技术规范要求，采用替代方案时，．在替代后１４ｄ内必须将修复的应急柴油发电机组投入；但由于修复的应急柴油发电机组必须进行满负荷试验后方能确定可用性，因此．在１４ｄ内还必须安排修复的应急柴油发电机组的满负荷试验。但如果１４ｄ后异常应急柴油发电机组仍没有修复，则机组将后撤到双相ＮＳ／ＲＲＡ状态。３．２应急柴油发电机组可用率降低应急柴油发电机组在进行日常维护和故障检修后，由于无法并网进行满负荷试验以及无法确定应急柴油发电机组的状态，从而降低了应急柴油发电机组的可用率，影响机组的安全运行。３．３附加柴油发电机组状态无法全面验证ＣＰＲｌ０００核电厂都配备有附加柴油发电机组，在正常备用状态下，附加柴油发电机组也必须进行定期试验，试验内容与应急柴油发电机组相同。由于没有试验用负荷，附加柴油发电机组的月度定期试验只能进行空载试验，无法进行４０％尸ｎ的带载试验，检修后也无法进行满负荷试验。因此，无法全面验证附加柴油发电机组的可用性和状态。

４解决方案的关键技术为解决柴油发电机组满负荷试验问题，增加了移动试验负荷的方案。该方案技术关键点主要有：①试验负荷的选择；②试验负荷与应急柴油发电机组的接口；③试验负荷与附加柴油发电机组的接口；④控制方式。４．１试验负荷的选择试验负荷是柴油发电机组试验时用来消耗电功率的设备。柴油发电机组满功率试验时需要调节有功功率和无功功率，因此移动负荷需要配置阻性负荷以消耗柴油发电机组的有功功率，同时配置电抗器以消耗无功功率。目前，耗功设备有干式和湿式两种。４．１．１干式负荷干式试验负荷是通过电阻的发热来消耗电功率。负荷箱由多组电阻和电抗器组成；每组回路由独立的断路器供电，通过投切不同组数的电阻和电抗器来实现负荷大小调节。试验负荷可制造成箱式结构，便于放置在标准拖车上，通过牵引车在核电站内道路上行驶。干式试验负荷的优点是技术成熟。但在试验时电阻发出大量的热量．使得周嗣的空气温度较高，因此，需要较大的试验场地，使用不当时，

万方数据陆秀，仁等：ＣＰＲｌ０００核电厂应急柴油发电机组试验方法研究容易着火烧毁及引起火灾。此外，负荷功率不能实现无级渊节．日．调节－级数越多造价越岛。４．１．２湿式负倚湿式负荷的水电阻结构较为简单，系统主要由电极饭、极板行程操纵机构和水（弱电解质）组成；它将柴油发电机组产生的电能转换成热能，并通过水蒸汽扩散到大气中。多组负荷可以放置在标准拖车上，由于水电阻的体积较大，电抗器需要独立安放到另一标准拖车上，均可由牵引车拖至使用场所。湿式试验负荷的优点是结构简单，不需要进行强迫风冷，对试验场地的要求较低；试验完毕后将负荷装置内的水排放干净即可，运行维护方便；可实现无级调节负荷，而不受开关回路的影响。虽然目前国内在低电压湿式负荷方面的技术已很成熟，但高压湿式负荷技术尚不成熟；湿式负荷在试验过程中需要补充一定量的水，因此，现场需要增加补水接口；水电阻体积较大，不便运输。４．２试验负荷与应急柴油发电机组的接口根据ＣＰＲｌ０００核电厂的设计，试验负荷与应急柴油发电机组的接口设计可有２种方案：增加断路器和增加隔离开关。４．２．１增加断路器在应急柴油发电机组中压柜出口新增断路器２（图２），用于应急柴油发电机与试验负荷之间的保护，同时作为应急柴油发电机组的安全隔离边界。另外，在柴油发电机组厂房外增加１个接线箱３，用于试验负荷电缆的连接。试验时只需将试验负荷的动力电缆、接线箱以及相应的控制电缆连接即可。４．２．２增加隔离开关在应急柴油发电机组中压柜出口新增隔离开关，并配熔断器，用于实现图２增加断路器方案示意罔Ｆｉｇ．２ＳｋｅｔｃｈｆｏｒＢｒｅａｋｅｒＳｏｌｕｔｉｏｎＩ——柴油发ｌ乜饥＂Ｉ巾慷枢；２——砌ｊ髀断路器；，一新增接线箱；仁ｕＩ移动的试验负荷应急柴油发电机组与负衙之间的短路保护。同时作为柴油发电机组的安伞隔离边界。在柴油机厂房外增加１个接线箱，用于试验负简的连接试验。隔离开关对柴油发电机组的保护功能较差，当柴油发电机组出现异常情况时无法自动跳开。４．３试验负荷与附加柴油发电机组的接口ＣＰＲｌ０００核电机组的附加柴油发电机组有ｌ中压配电柜（０ＬＨＴ００ＩＴＢｏ０ＬＨＴ００１ＴＢ设计有

５个中压断路器位置．配备３个断路器（图３）：０ＬＨＴ００１ＴＢ的进线断路器；附加柴油发电机组厂房内的辅助变压器（为附加柴油发电机组厂房内的辅助设备供电）的进线断路器；出线断路器（核电厂ｌ、核电厂２、核电厂３共用）。４．３．１直接利用现有的ＯＬＨＴ００ＩＴＢ断路器试验时将试验负荷的动力电缆直接与０ＬＨＴ００１ＴＢ相对应的电厂断路器（例如核电厂ｌ出线断路器、核电厂２出线断路器、核电站３出线断路器）连接，试验完成后，拆除该电缆即可。４．３．２增加接线箱在附加柴油发电机组中压柜出口增加１个接线箱２（图４），在附加柴油发电机组厂房外也增加１个接线箱３。接线箱２的进线母排与出线母排之间用铜排连接。当试验完成后，取下该连接铜排，可避免因附加柴油发电机组在替代应急柴油发电机组阶段的运行而使接线箱３带电，便于运行时的安全

０ＬＨＴ００ｌＴＢｒ，ｒ，ＩＩｒ，进线核电厂ｌ核ｌｌ三厂２核ＩＵ厂３辅ｌ协变爪器断路器出线出线．：ｌ：线进线断路器

图３附加柴油发电机组０ＬＨＴ００１ＴＢ负荷示意图Ｆｉｇ．３ＳｋｅｔｃｈｏｆＡｄｄｉｔｉｏｎａｌＤｉｅｓｅｌＧｅｎｅｒａｔｏｒＳｅｔ０ＬＨＴＯＯｌＴＢＬｏａｄ

图４增加接线箱方案示意网Ｆｉｇ．４ＳｋｅｔｃｈｆｏｒＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＢｏｘＳｏｌｕｔｉｏｎＩ——柴油发Ｉ乜饥纠ｌｌ｝Ｉｍ｝丰ｉ；２——新ｊ竹接线箱；卜新增

接线箱；４一ｕｆ｛多动的试验负荷

万方数据