核电厂安全级直流系统及供电方法

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种核电厂安全级直流系统及供电方法。

背景技术

核电厂电气系统中，安全级直流系统向电厂仪表、控制、监测以及其他重要设备提供可靠电源，用以满足电厂起动、正常操作以及电厂正常或紧急停堆的要求。当发生失去全部厂外和厂内交流电源的事故时，蓄电池能够向运行所必需的直流负荷提供电源，直流系统的持续可靠供电对于电池的安全和可用性至关重要。

在以往工程的安全级直流系统的设计中，每个系统均设有互为备用的多个充电器，以满足供电可靠性的要求。并且，对蓄电池、充电器的试验和检修工作仅可在大修期间完成，占用大量工作窗口，影响大修工期，因此，亟需提升设备试验和检修的效率。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，提供了一种核电厂安全级直流系统及供电方法。

根据本公开实施例的一方面，提供一种核电厂安全级直流系统，所述直流系统包括：充电器、蓄电池、第一直流母线、第二直流母线、第一直流侧断路器、第二直流侧断路器、母联断路器、接入断路器、备用充电器和备用蓄电池；

所述第二直流母线段分别连接所述蓄电池和多个系统负荷，所述充电器通过所述第一直流侧断路器与所述第一直流母线段连接，所述充电器还通过所述第二直流侧断路器与所述第二直流母线段连接，所述第一直流母线通过所述母联断路器与所述第二直流母线段连接，所述备用充电器和所述备用蓄电池均通过所述接入断路器与所述第一母线段连接；

在所述直流系统正常运行的情况下，所述第一直流侧断路器以及母联断路器闭合，所述第二直流侧断路器以及接入断路器断开；

在所述蓄电池需要被维护的情况下，进行以下操作：

步骤1，将所述母联断路器断开，使得所述蓄电池脱离所述直流系统，由所述充电器为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤2，在步骤1后，闭合所述接入断路器，使得所述备用充电器和所述备用蓄电池接入所述直流系统；

步骤3，在步骤2后，断开所述第一直流侧断路器，闭合所述第二直流侧断路器，使得所述充电器对所述蓄电池充电。

在一种可能的实现方式中，在所述充电器故障的情况下，进行以下操作：

步骤4，断开所述第一直流侧断路器，使得所述充电器脱离所述直流系统，由所述蓄电池为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤5，在步骤4后，闭合所述接入断路器，使得所述备用充电器和蓄电池为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤6，在步骤5后，断开所述母联开关，使得所述蓄电池组脱离所述直流系统。

在一种可能的实现方式中，所述直流系统还包括蓄电池放电试验负荷，所述蓄电池放电试验装置通过所述蓄电池放电试验断路器与所述第二直流母线段连接；

在需要对所述蓄电池进行放电试验的情况下，断开所述第一直流侧断路器和所述母联断路器，闭合所述蓄电池放电试验断路器，进行蓄电池放电试验。

在一种可能的实现方式中，所述母联断路器与所述蓄电池放电试验断路器之间设置机械联锁，使得所述母联断路器闭合的状态下所述蓄电池放电试验断路器断开，所述母联断路器断开的状态下所述蓄电池放电试验断路器闭合。

在一种可能的实现方式中，所述第一直流侧断路器与所述第二直流侧断路器之间设置机械联锁，使得所述第一直流侧断路器闭合的状态下所述第二直流侧断路器断开，所述第一直流侧断路器断开的状态下所述第二直流侧断路器闭合。

在一种可能的实现方式中，多个备用充电器接口通过所述接入断路器与所述第一母线段连接。

根据本公开实施例的另一方面，提供一种核电厂安全级直流供电方法，所述方法应用于上述直流系统，所述方法包括：

步骤1，在所述蓄电池需要被维护的情况下，将所述母联断路器断开，使得所述蓄电池脱离所述直流系统，由所述充电器为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤2，在步骤1后，闭合所述接入断路器，使得所述备用充电器和所述备用蓄电池接入所述直流系统；

步骤3，在步骤2后，断开所述第一直流侧断路器，闭合所述第二直流侧断路器，使得所述充电器对所述蓄电池充电。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

步骤4，在所述充电器故障的情况下，断开所述第一直流侧断路器，使得所述充电器脱离所述直流系统，由所述蓄电池为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤5，在步骤4后，闭合所述接入断路器，使得所述备用充电器和蓄电池为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤6，在步骤5后，断开所述母联开关，使得所述蓄电池组脱离所述直流系统。

在一种可能的实现方式中，所述方法包括：

在需要对所述蓄电池进行放电试验的情况下，断开所述第一直流侧断路器和所述母联断路器，闭合所述蓄电池放电试验断路器，进行蓄电池放电试验。

本公开的有益效果在于：本公开的核电厂安全级直流系统中，第二直流母线段分别连接蓄电池和多个系统负荷，充电器通过第一直流侧断路器与第一直流母线段连接，并通过第二直流侧断路器与第二直流母线段连接，第一直流母线通过母联断路器与第二直流母线段连接，备用充电器和备用蓄电池均通过接入断路器与第一母线段连接，本公开提供的接线方案可不断电接入备用充电器和蓄电池组，可不停电对蓄电池组进行维护，减少了对大修工期的影响，从而在兼顾供电安全性、可靠性的基础上提高系统的经济性与灵活性。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种核电厂安全级直流系统的示意图。

图中：

001RD：充电器；001BT：蓄电池；1：第一直流母线；

2：第二直流母线段；1021JA：第一直流侧断路器；

1022JA：第二直流侧断路器；101JS：母联断路器；

103JS：蓄电池放电试验断路器；102JS：接入断路器；

002RD：备用充电器；002BT：备用蓄电池。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种核电厂安全级直流系统的示意图。如图1所示，所述直流系统包括：充电器001RD、蓄电池001BT、第一直流母线1、第二直流母线2、第一直流侧断路器1021JA、第二直流侧断路器1022JA、母联断路器101JS、接入断路器102JS、备用充电器002RD和备用蓄电池002BT；

所述第二直流母线2段分别连接所述蓄电池001BT和多个系统负荷，所述充电器001RD通过所述第一直流侧断路器1021JA与所述第一直流母线1段连接，所述充电器001RD还通过所述第二直流侧断路器1022JA与所述第二直流母线2段连接，所述第一直流母线1通过所述母联断路器101JS与所述第二直流母线2段连接，所述备用充电器002RD和所述备用蓄电池002BT均通过所述接入断路器102JS与所述第一母线段连接；

在所述直流系统正常运行的情况下，所述第一直流侧断路器1021JA以及母联断路器101JS闭合，所述第二直流侧断路器1022JA以及接入断路器102JS断开；

在所述蓄电池001BT需要被维护的情况下，进行以下操作：

步骤1，将所述母联断路器101JS断开，使得所述蓄电池001BT脱离所述直流系统，由所述充电器001RD为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤2，在步骤1后，闭合所述接入断路器102JS，使得所述备用充电器002RD和所述备用蓄电池002BT接入所述直流系统；

步骤3，在步骤2后，断开所述第一直流侧断路器1021JA，闭合所述第二直流侧断路器1022JA，使得所述充电器001RD对所述蓄电池001BT充电。

本公开的核电厂安全级直流系统中，第二直流母线段分别连接蓄电池和多个系统负荷，充电器通过第一直流侧断路器与第一直流母线段连接，并通过第二直流侧断路器与第二直流母线段连接，第一直流母线通过母联断路器与第二直流母线段连接，备用充电器和备用蓄电池均通过接入断路器与第一母线段连接，本公开提供的接线方案可不断电接入备用充电器和蓄电池组，可不停电对蓄电池组进行维护，可在冗余序列间共享备用充电器和/或蓄电池组，提高系统方案经济性；增强了试验的灵活性，减少了对大修工期的影响，从而在兼顾供电安全性、可靠性的基础上提高系统的经济性与灵活性。

在一种可能的实现方式中，在所述充电器001RD故障的情况下，进行以下操作：

步骤4，断开所述第一直流侧断路器1021JA，使得所述充电器001RD脱离所述直流系统，由所述蓄电池001BT为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤5，在步骤4后，闭合所述接入断路器102JS，使得所述备用充电器002RD和蓄电池001BT为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤6，在步骤5后，断开所述母联开关，使得所述蓄电池001BT组脱离所述直流系统。

需要说明的是，充电池、蓄电池、备份充电池、备份蓄电池之间可以互为备份，换言之，充电池、蓄电池、备份充电池、备份蓄电池之中任意一者需要维护或故障时，均可以通过上述步骤进行不断电接入备用充电器和蓄电池组。

在一种可能的实现方式中，所述直流系统还包括蓄电池001BT放电试验负荷，所述蓄电池001BT放电试验装置通过所述蓄电池001BT放电试验断路器与所述第二直流母线2段连接；

在需要对所述蓄电池001BT进行放电试验的情况下，断开所述第一直流侧断路器1021JA和所述母联断路器101JS，闭合所述蓄电池001BT放电试验断路器，进行蓄电池001BT放电试验。由此可实施运行试验或更改性能试验；增强了试验的灵活性。

在一种可能的实现方式中，所述母联断路器101JS与所述蓄电池001BT放电试验断路器之间设置机械联锁，使得所述母联断路器101JS闭合的状态下所述蓄电池001BT放电试验断路器断开，所述母联断路器101JS断开的状态下所述蓄电池001BT放电试验断路器闭合。由此避免蓄电池工作时可能被错误接入蓄电池放电负载，保证设备和人员安全。

在一种可能的实现方式中，所述第一直流侧断路器与所述第二直流侧断路器之间设置机械联锁，使得所述第一直流侧断路器闭合的状态下所述第二直流侧断路器断开，所述第一直流侧断路器断开的状态下所述第二直流侧断路器闭合。

在一种可能的实现方式中，多个备用充电器接口通过所述接入断路器与所述第一母线段连接。每个备用充电器接口可以与一个其他直流系统的充电器和/或蓄电池连接，实现多个不同直流系统之间

在一种可能的实现方式中，提供一种核电厂安全级直流供电方法，所述方法应用于上述的直流系统，所述方法包括：

步骤1，在所述蓄电池需要被维护的情况下，将所述母联断路器断开，使得所述蓄电池脱离所述直流系统，由所述充电器为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤2，在步骤1后，闭合所述接入断路器，使得所述备用充电器和所述备用蓄电池接入所述直流系统；

步骤3，在步骤2后，断开所述第一直流侧断路器，闭合所述第二直流侧断路器，使得所述充电器对所述蓄电池充电。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

步骤4，在所述充电器故障的情况下，断开所述第一直流侧断路器，使得所述充电器脱离所述直流系统，由所述蓄电池为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤5，在步骤4后，闭合所述接入断路器，使得所述备用充电器和蓄电池为所述直流系统的多个系统负荷供电；

步骤6，在步骤5后，断开所述母联开关，使得所述蓄电池组脱离所述直流系统。

在一种可能的实现方式中，所述方法应用于上述的直流系统，所述方法包括：

在需要对所述蓄电池进行放电试验的情况下，断开所述第一直流侧断路器和所述母联断路器，闭合所述蓄电池放电试验断路器，进行蓄电池放电试验。

便于在接入备用充电器和/或蓄电池组的同时仍能对被替换后的蓄电池组和充电器进行维护。

对上述方法描述可以参考上文对直流系统的说明，在此不再赘述。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。