1附加柴油發(fā)電機(jī)" title="柴油發(fā)電機(jī)">柴油發(fā)電機(jī)的功能
設(shè)置附加柴油發(fā)電機(jī)主要是為了使其具有以下功能：
a) 替換功能。當(dāng)電站中任何一臺(tái)正常應(yīng)急柴油機(jī)不可用時(shí)，附加柴油發(fā)電機(jī)即可代替該不可用柴油機(jī)，并執(zhí)行其所有功能。
b) 抵抗全廠(chǎng)失電(station black-out SBO)功能。所謂全廠(chǎng)失電是指電站在失去廠(chǎng)內(nèi)、廠(chǎng)外電源的同時(shí)，正常應(yīng)急柴油機(jī)也不可用。此時(shí)可單獨(dú)啟動(dòng)附加柴油發(fā)電機(jī)，并提供使核反應(yīng)堆安全停堆所必需的電源。
2附加柴油發(fā)電機(jī)主接線(xiàn)方式
從核安全" title="核安全">核安全的角度來(lái)說(shuō)，核電站每臺(tái)機(jī)組都設(shè)置有電氣上完全獨(dú)立的A、B兩個(gè)系列，而每個(gè)系列的1E級(jí)中壓" title="中壓">中壓母線(xiàn)又配置有一臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)作為該1E級(jí)中壓母線(xiàn)的應(yīng)急電源" title="應(yīng)急電源">應(yīng)急電源。一般來(lái)說(shuō)附加柴油機(jī)同時(shí)可以作為2臺(tái)機(jī)組、4臺(tái)機(jī)組和6臺(tái)機(jī)組的后備緊急備用電源" title="備用電源">備用電源，這主要取決于每個(gè)國(guó)家及地區(qū)核電站的電氣配置。下面以2臺(tái)機(jī)組為例簡(jiǎn)述附加柴油機(jī)的主接線(xiàn)方式。
2.1 方式一
如圖1所示，這種主接線(xiàn)的原理是附加柴油發(fā)電機(jī)出口經(jīng)過(guò)一個(gè)斷路器與中壓盤(pán)(CBSWG)相聯(lián)，該中壓盤(pán)有5個(gè)出線(xiàn)，其中一個(gè)出線(xiàn)接觸器經(jīng)過(guò)6.6 kV/380 V 變壓器與廠(chǎng)內(nèi)380 V AC 電源通過(guò)電氣或機(jī)械連鎖后為柴油機(jī)附屬設(shè)備供電；另外4個(gè)出線(xiàn)經(jīng)鑰匙連鎖后(即同時(shí)只能有一路接同)分別與4條1E級(jí)中壓母線(xiàn)連接(1 LHA、1 LHB、2 LHA和2 LHB)。由于接線(xiàn)簡(jiǎn)單、操作方便，所以在國(guó)外的一些核電站，如南非、韓國(guó)等，這種方式被廣泛采用。
圖1 附加柴油發(fā)電機(jī)主接線(xiàn)圖一
2.2 方式二
如圖2所示，這種主接線(xiàn)方式在900 MW 的壓水堆核電站(如法國(guó))被廣泛采用。其主要原理是附加柴油發(fā)電機(jī)出口經(jīng)過(guò)一個(gè)中壓轉(zhuǎn)換盤(pán)(9 LHT 003 AR)中的連接片分別與4條1E級(jí)中壓母線(xiàn)連接，我國(guó)大亞灣核電站目前也采用了這種接線(xiàn)方式。它的主要特點(diǎn)是為避免由于電氣連鎖而產(chǎn)生共模故障，對(duì)1E級(jí)系統(tǒng)提出了更高的要求，比如中壓轉(zhuǎn)換盤(pán)中的連接片確保了A、B系列上的設(shè)備在實(shí)體上的分離，斷路器在002 JA與003 JA倉(cāng)位之間的鑰匙連鎖(即二取一)確保了在應(yīng)急柴油機(jī)與附加柴油機(jī)之間不能同時(shí)供電(核安全上的要求)。
圖2 附加柴油發(fā)電機(jī)主接線(xiàn)圖二
3附加柴油機(jī)的供電模式
一般來(lái)說(shuō)當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，附加柴油機(jī)處于熱備用狀態(tài)，與1E級(jí)中壓母線(xiàn)在電氣上是完全隔離的。如果發(fā)生任何一臺(tái)應(yīng)急柴油機(jī)故障，而且預(yù)計(jì)在72 h內(nèi)(當(dāng)?shù)睾税踩忠?guī)定的，這個(gè)時(shí)間包括機(jī)組的停機(jī)時(shí)間)難以修復(fù)，則與該故障應(yīng)急柴油機(jī)所聯(lián)接的1E級(jí)中壓母線(xiàn)即被切換到附加柴油機(jī)上，同時(shí)執(zhí)行故障應(yīng)急柴油機(jī)的所有功能，比如在 LOP、LOP+SI、LOP+SI+HHCP 情況下的自啟動(dòng)及帶載能力。另外如果發(fā)生全廠(chǎng)失電(SBO)，為確保核反應(yīng)堆安全停堆，附加柴油機(jī)承擔(dān)非常重要的后備保護(hù)作用。
4附加柴油機(jī)的試驗(yàn)方法
由于附加柴油機(jī)在核電站中起著舉足輕重的作用，為了確保其在緊急情況下(如應(yīng)急柴油機(jī)故障、SBO)可用，需定期進(jìn)行試驗(yàn)以驗(yàn)證其可用性。
目前世界上各國(guó)或地區(qū)核電站由于附加柴油機(jī)主接線(xiàn)方式不同，所以試驗(yàn)方法、試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)周期各有不同，但基本上都要做啟動(dòng)試驗(yàn)、低功率" title="低功率">低功率試驗(yàn)和滿(mǎn)功率試驗(yàn)。現(xiàn)以韓國(guó)核電站為例作一介紹。
如圖1所示，韓國(guó)核電站附加柴油機(jī)的試驗(yàn)回路與供電回路完全一樣，每個(gè)月進(jìn)行一次100%Pr與廠(chǎng)內(nèi)電源并網(wǎng)試驗(yàn)，大修期間進(jìn)行啟動(dòng)及50%Pr與廠(chǎng)外電源并網(wǎng)試驗(yàn)。在試驗(yàn)期間正常應(yīng)急柴油機(jī)處于備用狀態(tài)。該試驗(yàn)方法的主要特點(diǎn)是：從運(yùn)行的角度來(lái)說(shuō)便于操作，能真實(shí)地模擬柴油機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況；從安全的角度來(lái)看，通過(guò)電氣連鎖，使正常應(yīng)急柴油機(jī)只有在探測(cè)到1E級(jí)中壓母線(xiàn)失電時(shí)才會(huì)自啟動(dòng)。
另外一種試驗(yàn)方法是用一個(gè)純電阻裝置來(lái)作為附加柴油機(jī)的試驗(yàn)負(fù)荷，如圖2所示。由于試驗(yàn)回路與供電回路是相互獨(dú)立的，試驗(yàn)時(shí)并不影響機(jī)組的正常運(yùn)行，也不需設(shè)置專(zhuān)門(mén)的并網(wǎng)裝置，因此風(fēng)險(xiǎn)較小，在法國(guó)的核電站中被廣泛采用。但該方案只能考驗(yàn)柴油機(jī)帶載能力，不能真實(shí)模擬柴油機(jī)接入系統(tǒng)后的實(shí)際運(yùn)行情況及驗(yàn)證其勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。只有通過(guò)在試驗(yàn)負(fù)荷裝置中增加電抗等設(shè)備才能使該試驗(yàn)方法更加完善。
5附加柴油機(jī)馬達(dá)控制中心
附加柴油機(jī)馬達(dá)控制中心主要供電負(fù)荷是柴油機(jī)附屬設(shè)備、消防系統(tǒng)、起吊設(shè)備、48 V/125 V 直流電源和通風(fēng)空調(diào)等。在正常備用情況下，其上端電源一般取自一路來(lái)自廠(chǎng)內(nèi)公用中壓配電盤(pán)(如南非核電站，圖1所示)或兩路來(lái)自?xún)蓚€(gè)機(jī)組A列應(yīng)急低壓配電盤(pán)(如臺(tái)灣核電站，圖3所示)。
圖3 附加柴油發(fā)電機(jī)主接線(xiàn)圖三
以上這兩種供電接線(xiàn)方式，當(dāng)柴油機(jī)啟動(dòng)后，馬達(dá)控制中心(MCC)即由柴油發(fā)電機(jī)自供電，既可保證在備用情況下，柴油機(jī)某些附屬設(shè)備(如預(yù)熱系統(tǒng)、預(yù)潤(rùn)滑系統(tǒng))的用電需要，又可滿(mǎn)足直流電源系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和消防系統(tǒng)對(duì)供電電源連續(xù)性的要求。筆者認(rèn)為后一種方法相對(duì)前一種方法來(lái)說(shuō)安全性能更高一些。
6結(jié)束語(yǔ)
設(shè)置附加柴油機(jī)，既是核電站核安全性能的要求，也是國(guó)際原子能組織及各國(guó)核安全局衡量核電站安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)。為了與國(guó)際慣例接軌，早日達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平，廣東核電合營(yíng)有限公司已經(jīng)決定增設(shè)附加柴油機(jī)，作為大亞灣核電站1、2號(hào)機(jī)，嶺澳核電站1、2號(hào)機(jī)公用后備應(yīng)急電源。筆者認(rèn)為這不但是對(duì)核電發(fā)展更高境界的追求，也是對(duì)人類(lèi)和平利用原子能一種負(fù)責(zé)的態(tài)度。