核电站冷态功能试验辅助电源供电方式选择与可靠性分析

邵迪

中图分类号：TM623.4 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02

摘 要：在核电站工程建设阶段，冷试作为非常重要的工程节点，必须要保证对其供电的可靠性，目前冷态功能试验供电多采用两路进线电源的方式，即主电源＋辅助 电源或主电源+应急柴油机发电机。主电源进线由于工期和外部因素的问题，经常不能按时完成，严重影响了冷试目标的实现，因此采取其他电源供电的方式被提上日程，针对几种辅助电源主进线作为冷试电源的供电方案进行系统论证和理论运行计算，并验证了其实施的可行性和可靠性。

关键词：冷态功能试验 供电方式 电源进线

1引 言

一回路冷态功能试验是压水堆核电机组一项特大型、高风险、高难度的调试项目，为满足进行冷态功能试验，关键设备的启动，设备联合调试等工作要求，调试程序 TP ENS 21《NSSS 冷态性能试验》规定核电站进行冷态功能试验，必须有两路独立电源可用以确保上充泵的应急启动，两路独立电源指主电源＋辅助电源或主电源+应急柴油机发电机。调试人员针对现场的实际情况，编制辅助电源进线的技术方案，并对事件后果采取纵深防御措施，通过负荷计算，针对不同的电源配置进行风险分析，保证一回路温度能均匀，风险可控，可以进行冷试。该方案在宁德核电项目1号机组成功运用。

2具体方案

用辅助电源供电进行冷试，在岭澳一期已有良好实践，但仍将面临的下列的问题和风险：

冷试需要启动三台主泵，在辅助电源供电情况下，冷试启动 1 号主泵的情况与设计工况不同，且设计配置上没有计算在辅助电源供电情况下启动 2 号或3号主变，需重新进行负荷计算，防止电缆过负荷。

辅变供电下不能同时运行两台或三台主泵，需对冷态功能试验的影响进 行分析。

3 针对两路独立的外电网独立进行和一路辅助电源+应急柴油机不同电源配置下，对机组带来各种风险的研究及采取的措施,如：机组状态控制的风险，上充泵停运，一回路卸压的风险； 上充泵停运，主泵轴封失去给设备带来的风险； 仪控电源失去的风险；

4 对失去所有电源最极端情况进行分析，保证设备安全的底线不被突破。

2.1 用辅助电源代替主电源进行冷试需采取下列措施

通过以上的负荷计算，在主电源不可用的情况下，可用辅助电源供电，代替主电源的功能进行冷试，应等同于 500KV 加柴油机的方案。由于辅助电源容量较小，需采取下列措施：

1 无论启动哪一台主泵，都必须进行负荷限制，整个冷试期间，LGE/LGF 可不供电。 由于辅助电源由 2 台独立变压器构成，且每台变压器都能满足 l 台 主泵的启动要求，因此能同时运行由两台变压器分别带着的主泵， 但禁止同时运行由一台变压器带着的 RCP002、003PO。

运行主泵时，要监视 LGR 到 LGB 和 LGC 的电流，防止过电流，同时 要求对 LGB/LGC 进线电缆进行连续测温，以防电缆温度过高。

不同时运行两台或三台主泵，对冷态功能试验的影响的分析 主泵在冷试中，除本身试验外，主要的功用主要是三个：一回路动态排气、一回路加热和维持温度均匀。在主电源可用的情况下，可同时运行三台主泵，动态排气及一回路的升温、维持温度均衡等任务可由三台主泵完成，达到很好的效果。

2.2 两种辅助电源供电方式

一 具有两条独立进线的辅助电源的厂用电供电方式

TP ENS21 要求，两路电源可用以确保上充泵的应急启动，将具有两条独立进线的辅助电源，根据辅助站的接线方式，分成两个独立进线，供到厂用电独立供到厂用电，通过它们的互为备用等效程序上要求的两路电源。两条独立进线的要求它们来自电网不同的节点，且这两个节点不能只来自同一个电源供电，独立供到厂用电要求辅助开关站母联分闸。

两条独立进线的辅助电源为主作为冷试的厂用电的供电的供电方式：两条线路 220KV 各带一条母线，母联分闸，分裂运行的两条母线通过两台辅变分别带厂用电 A、B 列运行。1 号辅变向 LGB 供电，LGB 向 LHA 供电，同时向LGA 返送电；2 号辅变向 LGC 供电，LGC 向 LHB 供电，同时向 LGD 返送电，LGC向 9LGI 供电，0LGI 由 9LGI 供电或通过临时供电，LGD/LGF 可不供电。这种供电方式目前应用于宁德项目 1 号机冷态功能试验。

二 辅助电源+一台柴油机备用的供电方式

这里所指的辅助电源不具备两路独立进线，以该辅助电源为主作为冷试的厂用电的供电的供电方式为：220KV 向两台辅变供电。1 号辅变向 LGB供电，LGB 向 LHA 供电，同时向 LGA 返送电；2 号辅变向 LGC 供电，LGC 向LHB 供电，同时向 LGD 返送电，0LGI 由 9LGI 供电或通过临时供电，LGD/LGF可不供电。一台柴油机热备用为 LHA 或 LHB 提供应急供电，满足程序上要求的两路电源的要求。这种供电方式典型的应用于红沿河项目 1 号机冷试。

3 可行性分析

只有 A 列一台应急柴油机可用情况下的仪控供电分析：

1）A 列仪控电源

当辅变失电时，LHP 自动启动给 LHA 供电，并向 A 列直流盘 LAA、LBA、LCA、LBJ 供交流供电，A 列直流盘仍可永久运行。由于 LAA、LBA 仍能正常运行，分别由其供电的不间断电源 LNE、LNG将能继续永久运行，不间断电源 LNA、LNC 由 LLA 和 LLC 供电的变压器供电，不会失电。

因此，当辅变失电时，LHP 自动启动后，A 列直流盘及 220V 不间断电源均能继续永久工作，对安全级 DCS（KCS）A 列机柜没有影响。

非安全级 DCS（KCP）A 列机柜由 LNE+LNG 和 LNE＋LMA 供电，它们都不会失电继续工作，对电厂控制功能基本没有影响。

2）B 列仪控电源

当辅变失电时，由于 B 列柴油机 LHQ 不可用，LHB 失电，B 列直流盘 LBB、 LCB、LBP 及 220V 不间断电源 LNP、LNH、LNB、LND 失去交流供电，当蓄电池耗尽后，它们将先后失去，后果及采取措施如下：

a) LNB 和 LND

设计上 LNA~LND 可通过 9LLS 再供电。该供电方式设计上已有新修改），在给 9LLS 加临时电源时，同时考虑可给 LNA~LND 再供电。在 LNB、LND 蓄电池耗尽前，手动把 LNB、LND 变压器供电 9LLS 供电，再手动把逆变器切到变压器供电。

b）LNP 和 LNH

LNP 和 LNH 为安全级 DCS（KCS）和非安全级（KCP）B 列机柜供电，它们在 KCS/KCP 供电上是互为冗余的，但 LNP 供电用户更多（主要是 KIC、现场仪表）。目前失电分析没有考虑两个 220V 不间断电源同时失电，考虑将 LNP 的变压器由原来的 LKD 供电，临时接到 A 列的 LLA 上供电，这样，当辅变失电时，LNP 可通过 A 列柴油机供电，不会失电。LNH 不考虑再供电，当 LNH 失电时，由 LNH 供电的机柜失去冗余电源，可由 LNP 供电继续运行，对 DCS 及电厂控制功能基本没有影响。

c）直流 48V

LCB 的失去对冷试的影响会主要如下：

RCV010VP 阀门关闭，联锁引起 003/007/008/009VP 关闭，下泄管线 不可用； 上充阀 RCV050VP 失去控制保持原位（但 RCV048VP 可用）； RCV250VP 关闭，过剩下泄管线不可用。 RIS124VP 无法自动开启，使超压保护功能失去。 为防止 RCV010VP 阀门关闭造成下泄管线不可用，试验期间，用手轮开启RCV010VP，因下泄有多道阀门，RCV010VP 手动开启并不会增加风险。

所用 6.6KV 动力电源失去后，无法启动主泵。一回路在此工况下，只有监 视 RCP 一回路的自然降温过程，在一回路温度下降至 35℃以下之前，将一回路 的压力降至 27bar.g 以下，确保不发生 NDTT 的瞬态事件。因此，在对失去两路辅助电源最极端情况，下泄自动隔离，压力下降有限,最终的风险也是可接受的。

结 论

在主电源不可用的情况下，经过负荷限制和对厂用电进行合理配置后，以辅助电源为主供电成功的进行冷试，避免冷试后续的工作因为主电源进线造成的延误风险，在保证试验和设备的安全的前提下，使核电工程建设的进度基本不受影响。经过项目实践和理论分析，证明了这几种辅助电源进线方案的可行性和可靠性，其成功经验和措施为后序的项目提供积极的借鉴和指导作用。

参考文献

[1] 郭宗林岭澳核电站一号机组核岛冷态功能试验电源方案及其论证和实施 2005

[2] 郭茂雨岭澳核电站辅助电源系统改造设计方案研究 上海交通大学 核能与核科学技术 2009