Систем надежного питания

 

7.1. Методика определения мощности

дизель-генераторов систем надежного питания

 

Мощность дизель-генератора при ступенчатом пуске асинхронной нагрузки выбирают по мощности, потребляемой (Р _{потр i}) электродвигателями, подключенными к секции надежного питания, и возрастающей с пуском очередной ступени. Должно выполняться условие

 

(7.1)

 

где n _ст – число ступеней пуска;

Р _{н дг} – номинальная нагрузка дизель-генератора.

Значение Р _потр определяется по номинальной мощности двигателя Р _{дв н}, его коэффициенту загрузки и КПД:

 

(7.2)

 

где Р _рас. – расчетная мощность электродвигателей в режиме.

По формулам (7.1), (7.2) определяются мощности, потребляемые двигателями по завершении операции пуска соответствующей ступени. В то же время в процессе пуска очереди, в особенности при прохождении отдельными электродвигателями критического скольжения, величина нагрузки на дизель-генератор может кратковременно увеличиться по сравнению с установившимся режимом. Для дизелей существуют заводские характеристики допустимых предельных нагрузок.

Определение нагрузки в процессе пуска асинхронных двигателей представляет сложную и трудоемкую задачу. Пусковую мощность двигателя можно оценить на основе мощности, потребляемой в установившемся номинальном режиме , коэффициентов мощности номинального режима , при пуске и кратности пускового тока К_i:

. (7.3)

 

Тогда пусковая мощность на каждой из ступеней пуска определяется как сумма мощностей, потребляемых в установившемся режиме ранее запущенными двигателями, и пусковой мощности двигателей, запускаемых в данной ступени. Должно выполняться условие

 

, (7.4)

 

где Р _{доп дг} – нагрузка, допускаемая на дизель-генератор в переходном процессе, как правило, Р _{доп дг} Р _{н дг}.

Значение cos j _пуск определяется из формулы

 

, (7.5)

 

где К _п – кратность пускового момента.

Следует отметить, что пусковая мощность, определяемая по формуле (7.3), является величиной условной, так как в процессе пуска напряжение снижается.

Расчет мощности дизель-генератора целесообразно вести в табличной форме. Пример расчета приведен в табл. 7.1.

 

Т а б л и ц а 7.1

 

Очередность пуска	Механизм	Р дв н, кВт	Р потр, кВт	сos jном	Р пуск кВт	Установившаяся мощность ступени	Пусковая мощность + + Р пуск j
	Эквивалентный трансформатор надеж. питания АБП			0,3
	Насос технической воды			0,22
…	………………..	…	…	…	…	…	…
	Циркуляционный насос			0,31
	Пожарный насос			0,31
	Насос спринклерный реактора			0,3

Из табл. 7.1 видно, что к установке может быть принят дизель-генератор номинальной мощностью Р _{н дг} = 5600 кВт, допускающий перегрузку 6200 кВт в течение 1 ч.

 

 

7.2. Особенности определения мощности

дизель-генераторов систем надежного питания

блоков с ВВЭР-1000

 

В соответствии с основной концепцией безопасности эксплуатации атомных электростанций на АЭС должны быть предусмотрены автономные системы безопасности в технологической части и соответственно автономные системы надежного питания, включающие в том числе и автономные источники питания – дизель-генераторы. Требования к проектированию автономных систем надежного питания определяются ПРАВИЛАМИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ АВАРИЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ. Для блока с реактором ВВЭР-1000 число таких систем принято три. Основными потребителями этих систем являются электродвигатели механизмов, обеспечивающих расхолаживание реактора и локализацию аварии в аварийных различных режимах с полной потерей переменного тока (насосы системы аварийного охлаждения зоны, аварийные питательные насосы, спринклерные насосы и т.п.). В случае исчезновения напряжения на секции 6 кВ надежного питания второй группы или при появлении импульса по технологическому параметру, характеризующему «большую» или «малую» течи в первом контуре или разрыв паропровода второго контура, питание на секции надежного питания подается от автоматически подключаемых к ним дизель генераторов. Каждая из этих систем надежного питания должна быть способна по мощности подключенных дизель-генераторов и составу механизмов обеспечить аварийное расхолаживание реактора при любом виде аварии. В табл. 7.2 приведен перечень механизмов, участвующих в ступенчатом пуске от дизель-генератора системы безопасности.

Коэффициент загрузки К _згр механизмов из этой таблице целесообразно принять К _згр = 0,7...0,8.

 

Т а б л и ц а 7.2

 

Очередность пуска	Механизм	Р дв н, кВт кВА	Время включения
	Трансформатор питания выпрямителя АБП канала безопасности
	Приток пневмокостюмов и система охлаждения
	Насос подачи бора высокого давления
	Насос аварийного впрыска бора
	Насос аварийного расхолаживания
	Насос технической воды ответственных потребителей (2 единицы)
	Рециркуляционная система охлаждения бокса
	Рециркуляционная система охлаждения центрального зала
	Рециркуляционная система охлаждения шахты аппарата
	Насос организованных протечек
	Спринклерный насос
	Насос промконтура
	Аварийный питательный насос

 

Вместе с тем при проектировании схемы электроснабжения собственных нужд АЭС должно быть обеспечено надежное питание механизмов, обеспечивающих сохранность основного оборудования машинного зала и реакторного отделения блока. Для решения этой задачи современные энергоблоки оснащаются системой надежного питания общеблочных потребителей. В качестве аварийных источников надежного питания общеблочных потребителей также используют дизель-генераторы.

При обесточивании одновременно двух общеблочных секций (BJ, BK) запускаются два дизель-генератора (дизель-генераторы своего блока подключаются каждый к своей секции или дизель-генератор соседнего блока подключается через перемычку ко второй секции). В случае незапуска одного из этих генераторов или невключения соответствующего выключателя дизель-генератора на одну из секций происходит включение выключателей перемычки между общеблочными секциями. Последний режим (один дизель-генератор на обе секции) принимается в качестве расчетного при выборе мощности общеблочных дизель-генераторов.

Мощность этого дизель-генератора должна быть достаточна для включения ответственных общеблочных механизмов и механизмов машинного зала, обеспечивающих аварийное расхолаживание и останов основного оборудования блока. В табл. 7.3 приведен перечень механизмов, участвующих в ступенчатом пуске от общеблочного дизель-генератора.

 

Т а б л и ц а 7.3

 

Очередность пуска	Механизм	Р дв н, кВт кВА
	Трансформатор надежного питания выпрямительного устройства общеблочного АБП (2 единицы)
	Трансформатор надежного питания выпрямительного устройства УВС
	Насос технической воды дизель-генератора
	Охлаждение приводов СУЗ
	Вспомогательный питательный насос
	Предвключенный насос подпиточного агрегата
	Масляный насос подпиточного агрегата
	Подпиточный насос

 

В настоящее время на АЭС с реакторами ВВЭР-1000 в качестве автономных источников питания потребителей 2-й группы надежности используют автономные дизель-генераторные станции АСД-5600. АСД-5600 состоит из дизеля 78Г и синхронного генератора СБГД-6300-6МУ3. Генератор имеет следующие технические данные:

§ номинальная активная мощность Р _н = 5600 кВт;

§ номинальное напряжение U _н = 6300 В;

§ номинальный ток статора I _н = 723 А;

§ номинальные обороты n = 1000 об/мин.

Генератор обеспечивает пуск асинхронных двигателей, вызывающих внезапное увеличение нагрузки до 150 % с cos . Вместе с тем генератор в любом тепловом состоянии обеспечивает длительные перегрузки: 10 % - 1 ч, 25 % - 15 мин, 50 % - 2 мин.