新增后備柴油發電機組及嚴重事故機柜專用UPS電源后對電廠失電影響

李艷軍

福島核事故后，國內多電廠做了針對性的改進項，用于保證在全廠斷電工況下堆芯的充分冷卻和安全殼的完整性，從縱深防御角度加強電源的可靠性。尤其是新建核電，從設計初進行改進設計，本文結合新增加LHR（后備柴油發電機組）及LVS（嚴重事故機柜專用UPS 電源）系統功能對電廠影響及失電后如何進行有效切換，進行詳細的分析及探討。

1.LHR（后備柴油發電機組）

廠址附加柴油發電機組（0LHS）為廠址共用，無法滿足多機組同時發生SBO工況時的電源容量需求，且接入時間也無法滿足要求。

1.1改進方案

設計原則為后備柴油發電機組不降低原有應急電源系統的性能和安全性;后備柴油發電機組用于應對超設計基準事故，系統為非安全級;為其配置獨立的廠房和電纜通道，按抗設計基準地震（SSE）進行抗震設計，并適當提高抗震裕量;后備柴油發電機組水淹設防標準高于機組應急柴油發電機組（LHP/Q）;為滿足多樣性要求，采用與應急柴油發電機采用不同廠家和型號的產品。因此后備柴油發電機組設計安全要求不低于LLS柴油發電機組。

2.LVS（嚴重事故機柜專用UPS 電源）

用于保證所有交流電失去后的必要監測手段，相應配套增加一套嚴重事故機柜專用UPS 電源。

根據福島事件經驗，如果LLS 柴油機組和EDG 都失效，儀表將在1 小時后失去電源，失去基本監測。

2.1改進方案

本系統主要包括產生380V、220V交直流電源的設備。380V逆變器專用于電動閥供電;控制負荷由220V逆變器供電;電動閥動作不會影響到控制負荷。0LVS系統中有一臺充電器，容量為88kVA，兩臺逆變器，容量分別為80kVA、20kVA。

正常運行下。如果LHP/Q機組啟動失敗，后備柴油發電機組（LHR）啟動成功，通過LHC母線給LLS001AR系統供電。通過LLS001AR為LVS系統供電。如果后備柴油發電機組（LHR）啟動失敗，380V移動交流電源接入LLS001AR柜或6.6kV移動交流電源接入LHC母線，此時柴油發電機組既對LVS系統的蓄電池進行充電也對嚴重事故專用機柜進行供電。

正常運行下，LVS系統電源取自LLS，為嚴重事故機柜供電，對蓄電池組進行浮充電。在失去廠外電源后，1E級應急柴油發電機組（LHP/Q）接入系統。如果LHP/Q機組啟動失敗，后備柴油發電機組（LHR）啟動成功，通過LHC母線給LLS001AR系統供電。通過LLS001AR為LVS系統供電。如果后備柴油發電機組（LHR）啟動失敗，380V移動交流電源接入LLS001AR柜或6.6kV移動交流電源接入LHC母線，此時柴油發電機組既對LVS系統的蓄電池進行充電也對嚴重事故專用機柜進行供電。

3.6.6Kv失電后的供電方式

技術規范要求，機組功率運行模式兩路外電源和兩路內電源必須可用，兩路外電源包括主外電源（GEW），輔助外電源（LGR），A列柴油機應急電源（LHP、LHA），B列應急柴油機電源（LHQ、LHB）。本文就四路電源失電的情況下，結合LHR/LVS新增功能，分析一下下游應急負荷如何切換供電方式。

3.1全廠失電LHA通過LHC供電

3.1.1 LHC影響：

正常LHC由LHA供電，全廠失電后，LHA/LHB均失去，LHC失電。20s后LHR自動啟動后，LHC由LHR自動供電。此時LHA在線至LHC供電，主控操作，將LHA供電切至LHC

3.1.2 LHB下游負荷：

下游LNB/LND/LBB/LCB/LBP均會失電

LNB/LND會失電，正常供電LL*失去，由蓄電池供電，此時蓄電池進行放電，由于主輔電源均失去，LKD也失電。LNB/LND會失電最終會失電。需將LNB/LND下游負荷切至其他電源供電。

LNB下游需切換：

1）SIP二組即KCS021TB電源：KCS021TB電源由三路電源供電，LNB/LNE360CR/LVS，此時需將其供電切至LNE360CR供電。

2）KCS823AR，其下游主要負荷為ETY102MP/ RCP008MN /RCP139MP。正常由LNB供電，LNB失電需手動切換至LNE360CR供電

3）KCS821AR，其下游主要負荷為RCP安全閥組處理機柜B。正常由LNB供電，LNB失電需手動切換至LVS002CR供電

4）KRT604CR：有三路供電LNB/LNE360CR/LVS，正常由LNB供電，LNB失電需切換至LNE360CR供電

5）RPN002AR（RPN第一組斷路器電源）電源由LNB切換至LVS

LND下游需切換的：

1）SIP四組即KCS041TB電源：KCS041TB電源由三路電源供電，LND/LNE360CR/LVS，此時需將其供電切至LNE360CR供電。

2）KCS843AR，其下游主要負荷為ETY104MP/ RCP091MN/ RCP093MN /RCP095MN/RCP037MP。正常由LND供電，LND失電需手動切換至LNE360CR供電

3）LNP由LBP失電，LNP最終也會失電。LNH由LBB供電，LNH最終也會失電

3.1.3 LHA下游負荷

下游LNA/LNC/LBA/LCA/LAA/LNE由于LHA會生新供電均會重新得電

LBJ由于上游電源為LLP，接觸器沒有掛鉤，會失電。

3.1.4 事故規程里的特殊操作

RIS003VP電源失去，需將其電源切至LLK供電，此時LLK由LHC正常供電

DSL005AR電源即主控應急照明由于工A/B列應急電源失電，需手動切至LVS供電。

ASG607CR（ASG004PO 控制盤供電電源）正常由LBB供電，此時需將其電源切換至LVS供電（由兩個LVS供電開關串聯供電，操作時需注意順序）

3.2全廠失電LHB通過LHC供電

3.2.1 LHC影響

正常LHC由LHB供電，全廠失電后，LHA/LHB均失去，LHC失電。20s后LHR自動啟動后，LHC由LHR自動供電。此時LHB在線至LHC供電，主控操作，將LHB供電切至LHC

3.2.2 LHB下游負荷：

下游LNB/LND/LBB/LCB/LBP/LNP/LNH均會重新帶電

3.2.3 LHA下游負荷：

下游LNA/LNC/LBA/LCA/LAA/LBJ/LNE均會失電

LAA兩路供電均失去其下游LNE最終也會失去供電，其重要電氣盤為LNE360CR，此時需將LNE360CR供電切換至LLJ供電。

LNA/LNC會失電，正常供電LL*失去，由蓄電池供電，此時蓄電池進行放電，由于主輔電源均失去，LKE也失電。LNA/LNC會失電最終會失電。需將LNA/LNC下游負荷切至其他電源供電。

LNA下游需切換：

1）SIP一組即KCS011TB電源：KCS011TB電源由三路電源供電，LNA/LNE360CR/LVS，此時需將其供電切至LNE360CR供電。

2）KCS813AR，其下游主要負荷為ETY101MP/ RCP011MN/RCP090MN/092MN/RCP094MN/039MP。正常由LNA供電，LNA失電需手動切換至LVS供電

3）KCS811AR，其下游主要負荷為RCP安全閥組處理機柜。正常由LNA供電，LNA失電需手動切換至LVS001CR供電

4）RPN001AR（RPN第一組斷路器電源）電源由LNA切換至LVS

3.2.4 事故規程里的特殊操作：

RIS001/002VP電源失去，需將其電源切至LLK供電，此時LLK由LHC正常供電

DSL005AR電源即主控應急照明由于A列應急電源失電，需手動切至B列應急電源供電。

ASG606CR（ASG003PO 控制盤供電電源）正常由LBA供電，此時需將其電源切換至LVS供電（由兩個LVS供電開關串聯供電，操作時需注意順序）