核电站水压试验泵柴油发电机组设计

摘 要 早期已经建成的核电站水压试验泵电源系统为进口汽轮发电机组，由于近年小容量汽轮发电机组供货商难觅，最终确定改为由柴油发电机组供电。本文对核电站水压试验泵柴油发电机组功能进行了描述，重点介绍如何确定新增柴油发电机厂房位置及厂房的布置，从而阐明改型后的水压试验泵柴油发电机组设计满足系统功能要求，有能力应对发生在本地区的地震和海啸的影响，确保核电机组的安全。

关键词 水压试验泵；柴油发电机组；抗震要求；新增厂房位置；厂房布置

中图分类号TM31 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）122-0173-02

1 选题背景

我国已经建成的二代核电站基本上全部采用的是水压试验泵汽轮发电机组。但近年来小容量汽轮发电机组市场前景不乐观，供货商的数量及其少，并且其工艺系统及维修操作相对较为复杂；而柴油发电机组的优点是热效率高、设备紧凑、冷却水耗量少、维修操作简单，尤其是其迅速、可靠，并且可以频繁起动的特点，很适合作为应急发电机组或备用发电机组使用。另外，其单机容量等级范围广，具有适用于多种容量用电负荷的优越条件。在经过功能、设计、安全性及进度等多方面论证，并参考国外核电站提出的柴油发电机组替代汽轮发电机组的设计思路后，最终确定将原来由汽轮发电机组供电的水压试验泵的电能改为由柴油发电机组供给。

2系统功能

每个核电机组都配置有一套系统水压试验泵柴油发电机组。两个核电机组需设有两套柴油发电机组。

在正常或设计基准事故工况下，本系统不执行安全功能；但在一个机组的两列配电盘LHA和LHB都不能供电的情况下（即超设计基准事故工况时），该单元机组的柴油发电机组可以自动启动，并通过水压试验泵房内的控制柜向水压试验泵提供应急电源，以确保给主泵1号轴封供水，从而保证反应堆冷却剂系统的完整性。如果该单元机组的柴油发电机组起动失败，则另一台柴油发电机组作为备用自动起动，向水压试验泵供电。

另外，该系统在超设计基准事故工况下还负责为机组运行所需的仪表和水压试验泵房的应急通风机供电。

两套柴油发电机组互为备用，在任何一台停机进行维护和检修时，都不能影响到另一台柴油发电机组的运行。

3设备说明

3.1 柴油发电机组

1） 柴油发电机组容量

发电机端额定输出功率为200kW左右。

2）机组设备分级和抗震要求

本系统设计属超基准设计工况。在正常或设计基准事故工况下，本系统不执行安全功能，故本系统为非安全级，但其体系是安全重要的，设备及厂房均为抗震1类，质保等级为Q3。

3） 柴油发电机组组成及描述

柴油发电机组组成如下：

柴油机一台

柴油机辅助系统

发电机一台

发电机用励磁调节系统和保护系统，

仪表

测量

控制系统。

柴油发电机组辅助系统分为燃油系统、油系统、冷却系统、启动系统、进气系统和排烟系统。

由于机组功率小，油系统、冷却系统和进气系统的设备直接安装在柴油机上，连接管路全部为柴油机自带，自成体系。

燃油系统设置了设计容量为1500L的日用油罐，在无需额外补充燃油的情况下可保证柴油发电机组连续运行24小时。

每台柴油机都有两套可同时使用的独立的启动蓄电池。每套启动蓄电池能够连续独立启动柴油发电机3次。

柴油机排烟管道上设置由法兰连接的波纹管。排烟管有保温，以降低其辐射热，并使柴油机和工作人员有良好的工作条件。柴油机排烟口消音器应选取合适的类型以满足规定的噪声级要求（声功率级）。

辅助系统的设计可保证柴油发电机组在收到启动信号后10秒钟内建立额定频率和额定电压。

3.2 两个机组共用设备

两个机组共用设备有：

风机：一台

控制柜：一组

4 厂房布置

4.1 水压试验泵柴油发电机厂房的位置确定

新增的水压试验泵柴油发电机厂房与外部接口主要考虑消防水源和电缆通道的可实施性问题。新厂房位置考虑布置在靠近核岛厂房左上角的A系列应急柴油发电机厂房处，可连接其内的系统消防水和电缆进出线。进一步分析方案的实施，是与应急柴油发电机厂房处紧挨着，或者是与应急柴油发电机厂房拉开间距以作为应急柴油发电机组的安装及检修通道。 A系列应急柴油发电机组是通过+0.8m标高层外墙上的安装洞进入厂房内的。由于应急柴油发电机组性能可靠，在40年寿期内不考虑大修时的整体拖出厂外，只需进行零部件的拆装更换，机组安装完毕后便将安装洞二次浇灌，因此无需在两个厂房之间留有设备检修通道。并且如果新厂房和应急柴油发电机厂房之间拉开间距，它们之间的管沟因为有抗震等级的要求，设计上会较繁琐，成本也会较高。由此确定新厂房紧挨应急柴油发电机厂房布置，中间设置伸缩缝，但需注意的是新厂房必须在应急柴油发电机组安装后方能施工，新厂房内的设备不多，稍后施工不会对核岛厂房的总体施工进度产生影响。

4.2 水压试验泵柴油发电机厂房布置

两个核电机组的两个水压试验泵柴油发电机厂房布置在一起，中间用隔墙连接，整个厂房外形尺寸为长10.1米、宽8.2米。由于机组容量小，所用机型的尺寸不大，辅助系统设备也不多，因此只需设置地上一层，在其内部布置有柴油发电机组、日用油箱、排气消音器、排烟波纹管及控制屏等设备和管道。

4.3 两个机组共用部分的布置

两个机组共用的风机和控制柜布置在NA396房间内，标高为+5.00米。这部分的布置不需要改动，可以与参考电站一致。

5 结论

水压试验泵柴油发电机组现在的技术已经很成熟，起动可靠性高，完全能满足系统功能要求。并且，核电站在选址时已充分考虑了地震和海啸（厂房地坪标高高于厂区防洪降雨量设计，满足外部水淹设计基准防护要求）的影响；柴油发电机组及设备的设计为抗震1类，有能力应对发生在本地区的地震和海啸，确保整个核电机组的安全。

参考文献

[1]叶晓丽. LLS系统柴油发电机组替代汽轮发电机组可行性论证报告[R].

[2]岭澳二期水压试验泵柴油发电机组系统手册.

[3]秦山二期水压试验泵柴油发电机组系统手册.