移動(dòng)電源車(chē)在核電廠的應(yīng)用探討

房建成

摘 要：“福島核電站事故”后，核電的安全性引發(fā)了社會(huì)的廣泛關(guān)注，通過(guò)對(duì)移動(dòng)電源車(chē)的研究和應(yīng)用，提高了核電廠的安全水平。本文首先介紹了移動(dòng)電源車(chē)在核電廠的產(chǎn)生背景，并結(jié)合移動(dòng)電源車(chē)的特點(diǎn)，闡述了移動(dòng)電源車(chē)在核電廠的應(yīng)用范圍，并結(jié)合核電廠的運(yùn)行環(huán)境，對(duì)移動(dòng)電源車(chē)的特殊要求進(jìn)行描述，為移動(dòng)電源車(chē)在核電廠的推廣應(yīng)用提供了經(jīng)驗(yàn)。隨著中國(guó)“十三五”規(guī)劃的推出，將穩(wěn)步推行核電建設(shè)，移動(dòng)電源車(chē)在核電廠的應(yīng)用有更廣闊的前景。

關(guān)鍵詞：電源車(chē) 柴油發(fā)電機(jī)組 核電廠 應(yīng)急供電

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）06（a）-0230-01

由于中國(guó)長(zhǎng)期燃燒化石燃料，導(dǎo)致中國(guó)成為SO2和CO2等排放的大國(guó)，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重[1]。發(fā)展清潔能源迫在眉睫，積極發(fā)展核電是中國(guó)能源發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。

但在2011年3月，由里氏9.0級(jí)地震并發(fā)海嘯引起了日本福島核電站核事故，該核事故得以擴(kuò)大并造成如此大的影響，海嘯將核電站的固定式應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組淹沒(méi)導(dǎo)致核電站喪失廠內(nèi)外交流電源是重要原因之一。雖然這種嚴(yán)重超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的地震及海嘯在未來(lái)難以重現(xiàn)，但是卻使核電人士意識(shí)到核電廠除應(yīng)配備固定式應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組外，也要配備移動(dòng)式的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，即移動(dòng)電源車(chē)，以便在核電廠全廠斷電工況下為負(fù)荷供電，避免核事故或者降低核事故造成的損失[2]。

1 移動(dòng)電源車(chē)簡(jiǎn)介

移動(dòng)電源車(chē)是由汽車(chē)底盤(pán)、柴油發(fā)電機(jī)組、降噪車(chē)廂、輸配電及操控系統(tǒng)、進(jìn)排氣消聲系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、液壓支撐系統(tǒng)等組成。其主要任務(wù)是將汽車(chē)與所搭載的柴油發(fā)電機(jī)組等設(shè)備進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，充分利用汽車(chē)有限的空間實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的布局、設(shè)備優(yōu)化選型及合理搭配等，并重點(diǎn)解決好車(chē)輛改裝后的安全性、穩(wěn)定性及可操控性、設(shè)備的可靠性及可維護(hù)性、系統(tǒng)的減震降噪及通風(fēng)散熱等問(wèn)題，使最終產(chǎn)品可以符合用戶應(yīng)急供電的實(shí)戰(zhàn)使用需求[3]。

2 移動(dòng)電源車(chē)在核電廠的應(yīng)用范圍

2.1 為電動(dòng)輔助給水泵供電

電動(dòng)輔助給水泵屬于核電站專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施，其安全作用是在主給水系統(tǒng)的任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生故障時(shí)，作為應(yīng)急手段向蒸汽發(fā)生器二回路側(cè)供水，使一回路維持一個(gè)冷源，排出堆芯余熱。因此，在核電廠事故工況下，移動(dòng)電源車(chē)可為電動(dòng)輔助給水泵及其運(yùn)行所需要的控制電源恢復(fù)供電，緩解事故后果，并為恢復(fù)廠內(nèi)外交流電源提供時(shí)間窗口。

2.2 為低壓安注泵供電

低壓安注泵屬于核電站專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施，其主要安全作用為在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCP）壓力低于低壓安注泵壓頭時(shí)，向RCP系統(tǒng)注水。因此，通過(guò)移動(dòng)電源車(chē)為其供電，可保障事故工況下，低壓安注泵能夠持續(xù)向RCP系統(tǒng)注水，排出堆芯熱量。

2.3 為設(shè)備冷卻水泵供電

設(shè)備冷卻水系統(tǒng)對(duì)核島所有需要冷卻的設(shè)備提供設(shè)備冷卻水，并通過(guò)熱交換器將熱量傳遞給最終冷源——海水。在事故工況下，通過(guò)移動(dòng)電源車(chē)對(duì)設(shè)備冷卻水泵供電，為設(shè)備冷卻水系統(tǒng)提供動(dòng)力，保障設(shè)備冷卻水系統(tǒng)可充分將設(shè)備冷卻。

2.4 為不間斷電源系統(tǒng)供電

不間斷電源系統(tǒng)為核電廠控制室和關(guān)鍵負(fù)荷供電。在全廠失電情況下，不間斷電源系統(tǒng)通過(guò)蓄電池能夠保證8 h左右供電，為滿足核電廠全廠失電后的長(zhǎng)期監(jiān)控需要，需要通過(guò)移動(dòng)電源車(chē)保證不間斷電源系統(tǒng)的運(yùn)行。

2.5 為應(yīng)急照明供電

通過(guò)移動(dòng)電源車(chē)可為供電線路受損的廠房及場(chǎng)所提供應(yīng)急供電，也可通過(guò)移動(dòng)電源車(chē)自帶的照明設(shè)備為現(xiàn)場(chǎng)臨場(chǎng)指揮提供照明。

3 核電廠對(duì)移動(dòng)電源車(chē)的特殊要求

核電廠系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)設(shè)備質(zhì)量及功能要求高，對(duì)移動(dòng)電源車(chē)也不例外。結(jié)合核電廠對(duì)設(shè)備質(zhì)量及運(yùn)行環(huán)境要求，總結(jié)出以下對(duì)移動(dòng)電源車(chē)的特殊要求。

3.1 配置及功率要求

根據(jù)國(guó)家法規(guī)要求，各核電站至少配置一臺(tái)中壓移動(dòng)電源車(chē)和一臺(tái)低壓移動(dòng)電源車(chē)，并分別按照一臺(tái)輔助給水泵及一臺(tái)低壓安注泵的負(fù)荷考慮電源車(chē)的容量[4]。同時(shí)，考慮柴油發(fā)電機(jī)組需要定期試驗(yàn)以保證其性能，因此建議配備一臺(tái)獨(dú)立的假負(fù)載，用于定期做帶載試驗(yàn)。其中，低壓移動(dòng)電源車(chē)必須滿足核電廠安全參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制，必要的通訊、通風(fēng)和照明及其他臨時(shí)設(shè)施的負(fù)荷需求，建議容量在400 kW以上。中壓移動(dòng)電源車(chē)必須滿足容量較大的輔助給水泵直接啟動(dòng)的需要，建議選擇容量較小的柴油機(jī)配合容量較大的發(fā)電機(jī)的方式，可以滿足核電廠直接啟動(dòng)大容量電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電壓降等要求，以解決柴油機(jī)容量太大不能做成移動(dòng)電源車(chē)的難題，建議柴油發(fā)電機(jī)容量在1800 kW以上，發(fā)電機(jī)容量在2600 kW以上。

3.2 惡劣運(yùn)行環(huán)境要求

3.2.1 臺(tái)風(fēng)、暴雨

核電廠移動(dòng)電源車(chē)必須接受?chē)?yán)酷的淋雨試驗(yàn)，且通過(guò)自身的液壓支撐裝置，確保在臺(tái)風(fēng)、暴雨天氣中，移動(dòng)電源車(chē)保持平穩(wěn)，通風(fēng)孔、門(mén)、窗等漏雨量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，不影響柴油發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。

3.2.2 高、低溫

核電廠移動(dòng)電源車(chē)必須能夠在暴曬環(huán)境及相應(yīng)地區(qū)設(shè)計(jì)最低溫度下，柴油發(fā)電機(jī)組能夠順利啟動(dòng)。建議低溫啟動(dòng)措施設(shè)置為缸套水預(yù)熱裝置，冷卻水中加入防凍液等。

3.2.3 夜晚

電源車(chē)車(chē)頂配置全方位旋轉(zhuǎn)的升降照明燈，并提供遙控裝置，不用時(shí)收折固定，使用時(shí)升到一定高度，并可360°旋轉(zhuǎn)，可以滿足夜晚照明要求。

3.3 其他特殊要求

3.3.1 在線補(bǔ)油

在線補(bǔ)油要求移動(dòng)電源車(chē)自帶補(bǔ)油泵，可直接從油桶、油池及油管補(bǔ)油。為避免過(guò)補(bǔ)油，油位高時(shí)自動(dòng)停止補(bǔ)油，并帶油位高低報(bào)警。

3.3.2 啟動(dòng)要求

柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)蓄電池容量應(yīng)能夠保證機(jī)組啟動(dòng)6次而不需要再充電，啟動(dòng)蓄電池應(yīng)選擇知名品牌，其蓄電池壽命不能低于5年。

3.3.3 潤(rùn)滑油

機(jī)組潤(rùn)滑油量應(yīng)能夠保證7 d連續(xù)運(yùn)行而無(wú)需補(bǔ)油，潤(rùn)滑油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)允許在線補(bǔ)油。潤(rùn)滑油壓力低時(shí)能夠產(chǎn)生報(bào)警，以便及時(shí)補(bǔ)油。

3.3.4 保護(hù)閉鎖要求

機(jī)組需要設(shè)置應(yīng)急/試驗(yàn)選擇裝置，以便機(jī)組在應(yīng)急運(yùn)行時(shí)，閉鎖除柴油機(jī)超速保護(hù)外的其他常規(guī)停機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

在中國(guó)積極發(fā)展核電等清潔能源的大背景下，進(jìn)一步提高核電廠的安全水平已成為社會(huì)的焦點(diǎn)。移動(dòng)電源車(chē)作為國(guó)家核應(yīng)急救援隊(duì)的主要設(shè)備之一，以其良好的機(jī)動(dòng)性及功能性，可在核電廠事故工況下為相關(guān)應(yīng)急安全設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，可在復(fù)雜條件下突擊搶險(xiǎn)和緊急處置任務(wù)中發(fā)揮著重要作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉奇蓁.后福島時(shí)期我們國(guó)核電的發(fā)展 [J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012（1）：14-15.

[2] 張琳，李文宏，楊紅義.福島核事故后核電廠安全改進(jìn)行分析[J].原子能科學(xué)技術(shù)，2014（3）：486-491.

[3] 張笛，李云峰.移動(dòng)電源車(chē)行業(yè)探析[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2014（1）：50-51.

[4] 國(guó)家核安全局.福島核事故后核電廠改進(jìn)行動(dòng)通用技術(shù)要求（試行），國(guó)核安發(fā)[2012]98號(hào)[Z].