Система электроснабжения главных циркуляционных насосов ядерной энергетической установки Советский патент 1993 года по МПК G21D3/06 

1

(21)4206958/25 (22)09.03.87 1 (46)30.04.93. Бюл. № 16 , (72) Ю.Н. Астахов, А.Ф. Бояринцев, Ю.А. Ку- динов и А.Г. ТерТазарян (56) Сидоренко В.А. Вопросы безопасной работы реакторов ВВЭР. М.: Атомиздат, „ ,1977,с.147-155.

ч Багдасаров Ю.В. и др. Технические про- 7 блемы реакторов на быстрых нейтронах. М,: Атомиздат, 1969, с. 179.

Бевко В.В. Опыт наладки систем вычисления расхода теплоносителя и управления скоростью главных циркуляционных насосов блока БН-600. - Атомные электрические станции, М.: Атомиздат, 1983, вып. 6, с. 136- 140.

(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГЛАВНЫХ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАСОСОВ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВ- .КИ

{57) Изобретение относится к области энергоснабжения вспомогательного оборудова- « Ния электростанций, преимущественно ядерных энергетических установок (ЯЭУ), к системе электроснабжения главных циркуляционных насосов ядерной энергетиче- ской установки. Целью изобретения является повышение надежности за счет обеспечения изменения расхода теплоносителя в соответствии со скоростью и временем изменения мощности ядерной энергетической установки в период переходного процесса при срабатывании аварийной защиты, в том числе и при полном обесточивз- нии. При срабатывании аварийной защиты ядерного реактора, в том числе и при полном обесточивании ЯЭУ, по сигналу из системы 9 вычисления расхода теплоносителя устройство 5 управления потоком энергии отключает параллельно ему включенный ти- ристорный ключ 4 и накопитель электрическойэнергии,включающий аккумулирующий элемент 6 и устройство 5 управления потоком энергии, переводится из режима компенсации реактивной мощности регулируемого электропривода 10 главного циркуляционного насоса (ГЦН) в режим электроснабжения регулируемого электропривода 10 ГЦН. При этом на регулируемый электропривод 10 ГЦН подается напряжение пониженной частоты и величины. После появления напряжения на шинах собственных нужд ядерного реактора, зафиксированного датчиком 18 напряжения, накопитель электрической энергии переводится в режим компенсации реактивной мощности регулируемого электропривода 10 ГЦН с одновременной подзарядкой аккумулирующего элемента 6, 1 з п. ф-лы, 1 ил.

СП

о ел

XI СО

Изобретение относится к области энергоснабжения вспомогательного оборудования электростанций, преимущественно ядерных энергетических установок.

Целью изобретения является повышение надежности за счет обеспечения изменения расхода теплоносителя в

соответствии со скоростью и временем изменения мощности ядерной энергетической установки в период переходного процесса при срабатывании аварийной защиты, в том числе и при полном обесточивании.

На чертеже представлена схема системы электроснабжения главных циркуляционных насосов (ГЦН) ядерной энергетической установки (ЯЭУ) с одной технологической петлей.

Система электроснабжения ГЦН ЯЭУ содержит шины 1 собственных нужд ядерного реактора, выключатель 2, силовой кабель 3, тиристорный ключ 4, накопитель электрической энергии, включающий устройство 5 управления потоком энергии и аккумулирующий элемент 6, силовой кабель 7, систему 8 управления производительностью ГЦН, систему 9 вычисления расхода теплоносителя, регулируемый электропривод 10 ГЦН, кабели 11-15, силовой кабель 16, датчик 17 производительности ГЦН, датчик 18 напряжения на шинах 1 собственных нужд ядерного реактора и источник 19 резервного питания.

В качестве регулируемого электропривода 10 ГЦН используется асинхронный электродвигатель с фазным ротором, но могут быть использованы и другие типы.

Главные циркуляционные насосы могут быть или механическими, или магнитогид- родинамичесхими.

Датчиками производительности насосов могут служить тахогенераторы, расходомеры и т.д.

В качестве аккумулирующего элемента могут быть применены молекулярные кон денсаторы.

Система работает следующим образом.

При вводе технологической петли в работу в первую очередь заряжается аккумулирующий элемент 6 устройством 5 управления потоком энергии от шин 1 собственных нужд ядерного реактора через выключатель 2. Тиристорный ключ 4 находится в выключенном состоянии. От аккумулирующего элемента 6 по силовому кабелю 7 получают питание система 8 управления производительностью ГЦН и система 9 вычисления расхода теплоносителя. По кабелям 15 в систему 9 вычисления расхода теплоносителя поступает информация о параметрах реактора и о состоянии технологического оборудования. По сигналу из системы 9 вычисления расхода теплоносителя по кабелю 13 устройство 5 управления потоком энергии включает тиристорный ключ 4 по кабелю 14. На регулируемый электропривод 10 ГЦН по силовому кабелю 16 подается питание от шин 1 собственных нужд ядерного реактора. Одновременно по кабелю 12 из системы 9 вычисления расхода теплоносителя в систему 8 управления производительностью ГЦН подается сигнал, в соответствии с которым по кабелю 11 система 8 управления производительностью ГЦН

производит пуск регулируемого электропривода 10 ГЦН.

Пуск регулируемого электропривода 10 ГЦН может также производиться устройством 5 управления потоком энергии после получения соответствующего сигнала по кабелю 13 из системы 9 вычисления расхода теплоносителя. Пуск производится путем изменения величины и частоты выходного

0 напряжения инвертора до достижения необходимой производительности ГЦН, после чего по сигналу из системы 9 вычисления расхода теплоносителя управление регулируемым электроприводом 10 ГЦН передает5 ся в систему 8 управления производительностью ГЦН, устройством 5 управления потоком энергии отключается инвертор и включается тиристорный ключ 4, а аккумулирующий элемент 6 с устройством

0 5 управления потоком энергии переводится в режим подзарядки и компенсации реактивной мощности регулируемого электропривода 10 ГЦН.

При плановом изменении мощности

5 ядерного реактора производительность главного циркуляционного насоса изменяется пропорционально изменению мощности ядерного реактора системой 8 управления производительностью ГЦН по

0 сигналу из системы 9 вычисления расхода теплоносителя.

При кратковременном обесточивании шин 1 собственных нужд ядерного реактора, зафиксированного его датчиком 18 на-

5 пряжения, по сигналу из системы 9 вычисления расхода теплоносителя по кабелю 13 устройство 5 управления потоком энергии отключает тиристорный ключ 4 по кабелю 14, а накопитель электрической

0 энергии переводится из режима компенсации реактивной мощности регулируемого электропривода 10 ГЦН в режим электроснабжения регулируемого электропривода Iff ГЦН. После появления напряжения на

5 шинах 1 собственных нужд ядерного реактора, зафиксированного его датчиком 18 напряжения, по сигналу из системы 9 вычисления расхода теплоносителя по кабелю 13 устройство 5 управления потоком

0 энергии включает тиристорный ключ 4, а накопитель электрической энергии переводится в режим компенсации реактивной мощности регулируемого электропривода 10 ГЦН, одновременно производится подза5 ряд аккумулирующего элемента 6.

При срабатывании аварийной защиты ядерного реактора, в том числе при полном обесточивании ядерной энергетической установки, по сигналу из системы 9 вычисления расхода теплоносителя по кабелю 13

устройство 5 управления потоком энергии отключает тиристорный ключ 4 и накопитель электрической энергии переводится из режима компенсации реактивной мощности регулируемого электропривода 10 ГЦН 5 в режим электроснабжения регулируемого электропривода 10 ГЦН. При этом на регулируемый электропривод 10 ГЦН подается напряжение пониженной частоты и величины, т.е. производится электрическое тормо- 10 жение регулируемого электропривода 10 ГЦН. Дополнительно производится электродинамическое торможение регулируемого электропривода 10 ГЦН подачей постоянного напряжения от аккумулирую- 15 щего элемента 6 в обмотку статора регулируемого электропривода ГЦН. Торможение производится со скоростью изменения производительности главного циркуляционного насоса, соответствующей скорости 20 изменения мощности ядерного реактора. Управление торможением осуществляется устройством 5 управления потоком энергии в соответствии с сигналом, получаемым из системы 9 вычисления расхода теплоноси- 25 теля по кабелю 13. После снижения мощности ядерного реактора до относительно стабильного уровня электродинамическое торможение регулируемого электропривода 10 ГЦН отключается, системой 9 вычис- ,30 ления расхода теплоносителя управление регулируемого электропривода 10 ГЦН передается в систему 8 управления производительностью ГЦН, напряжение на выходе накопителя электрической энергии повыша- 35 ется до номинальной величины и частоты. При наличии напряжений на шинах 1 собственных нужд ядерного реактора по сигналу из системы 9 вычисления расхода теплоносителя по кабелю 13 устройство 5 управле- 40 ния потоком энергии переводится из режима электроснабжения в режим компенсации реактивной мощности регулируемого электропривода 10 ГЦН, одновременно производится подзарядка аккумулирующе- 45 го элемента 6.

Сигнал о необходимой величине производительности ГЦН образуется в системе 9 вычисления расхода теплоносителя на основе информации о параметрах ядерного 50 реактора и состоянии оборудования.

При необходимости вывода в ремонт накопителя электрической энергии система 8 управления производительностью ГЦН получает питание от источника 19 резервно- 55 го питания.

Таким образом, данное техническое решение позволяет повысить надежность за счет обеспечения изменения расхода тепло- . носителя в основных теплоотводящих контурах ядерного реактора в соответствии со скоростью и временем изменения мощности ЯЭУ при срабатывании аварийной защиты, в том числе при полном обесточивании ядерной энергетической установки, тем самым снизить термические напряжения в. элементах установки при переходных процессах, увеличить надежность работы главных циркуляционных насосов за счет питания систем управления производительностью ГЦН и регулируемых электроприводов ГЦН от одного источника электроэнергии, использовать на ядерных реакторах на быстрых нейтронах с жидко- металлическим теплоносителем более надежные магнитогидродинамические насосы, у которых практически отсутствует выбег при полном обесточивании, улучшить условия работы турбогенераторов ЯЭУ путем исключения электромеханического выбега турбогенераторов при полном обесточивании, уменьшить металлоемкость и сделать более надежной конструкцию главных циркуляционных насосов за счет отказа от дополнительных маховых масс.

Формула и з о б р е г cs : и я 1, Система элсм;треснзбжек глазных циокулчш онных ьасосов вдернг, мсрге- тачеехоГ- установки, содержащая а ,.ны собственных нужд ядер-ч о г--1 реактора с датчиками напряжения, ере эыклчзчлтоль подключенные по цепи питаний к регулируемому лзлфопривиду главного циркуляционного насоса, к которому подключена система управления производительностью главного циркуляционного насоса, датчики производительности главного циркуляционного насоса, подключенные к системе вычисления расхода теплоносителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности за счет обеспечения изменения расхода теплоносителя а соответствии со скоростью и временем изменения мощности ядерной энергетической установки в период переходного процесса при срабатывании аварийной защиты, в том числе и при полном обесточивании, в цепь питания регулируемого электропривода главного циркуляционного насоса включе- ны накопитель электрической энергии, включающий аккумулирующий элемент и устройство управления потоком энергии, подключенное к системе вычисления расхода теплоносителя, которая соединена сдатчиками напряжения шин собственных нужд ядерного реактора и тиристорный ключ параллельно накопителю электрической энергии.

715405738

тельностью главного циркуляционного на-энергии, coca и система вычисления расхода