核电厂直流电源系统及供电方法技术方案

本发明专利技术公开了一种核电厂直流电源系统，包括：充电通道，分别与电网和直流配电母线连接，用于通过电网为各个直流负载供电；至少一个压缩空气储能发电通道，与所述直流配电母线连接，用于在所述充电通道供电异常时启动，将压缩空气储能转换为电能为所述各个直流负载供电；以及，蓄电池通道，与所述直流配电母线连接，用于在由所述充电通道供电切换为由所述压缩空气储能发电通道供电的过程中，无间断地为所述各个直流负载供电。本发明专利技术还公开了一种供电方法。本发明专利技术能够在充电通道供电异常时，仍保证直流负载的长时间持续供电，且安全性高、可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
核电厂直流电源系统及供电方法
本专利技术涉及核电站
，尤其涉及一种核电厂直流电源系统及供电方法。
技术介绍
核电厂直流电源系统为控制、信号、保护和自动装置(统称为控制负荷)，以及断路器电磁合闸、直流电动机、逆变器、事故照明(统称为动力负荷)等供电，涉及应急柴油机控制盘、核反应堆保护组、棒电源断路器屏、停堆断路器、核仪表等重要负荷，对核电厂的安全稳定运行起到至关重要的作用。蓄电池是核电厂直流电源系统的重要设备。在正常运行情况下，蓄电池处于浮充状态，由充电器为下游负荷供电，并为蓄电池提供浮充电流，如果系统中出现过大的冲击负荷，充电器无法提供足够大的冲击负荷，这时，蓄电池会短时放电，提供冲击电流，以使系统电压保持平稳；在失去交流电源或充电器本身发生故障时，充电器退出工作，蓄电池开始放电，以保证在要求时间内为下游负荷提供稳定电源，保证重要负荷的持续供电，确保核电厂安全。现有技术中的核电厂直流电源系统，包括1组蓄电池、1台或2台充电器，用于对相互独立的各个直流负载供电。在核电站的正常供电发生中断的情况下，必须由蓄电池单独地为直流负载继续提供电能。但是，核电站直流电源系统中的蓄电池组不能够长时间供电，承受冲击电流能力差，不能带大功率负荷，且不能移动，当核电站在严重事故下需要长时间大功率负荷直流电源时，蓄电池组无法满足需求。另外，若要将蓄电池组设计为长时间供电，则需要提高蓄电池组容电量，使得蓄电池组占用空间过大。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供了一种核电厂直流电源系统及供电方法，能够在充电通道供电异常时，仍保证直流负载的长时间持续供电，且安全性高、可靠性高。本专利技术就上述技术问题而提出的技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种核电厂直流电源系统，包括：充电通道，分别与电网和直流配电母线连接，用于通过电网为各个直流负载供电；至少一个压缩空气储能发电通道，与所述直流配电母线连接，用于在所述充电通道供电异常时启动，将压缩空气储能转换为电能为所述各个直流负载供电；以及，蓄电池通道，与所述直流配电母线连接，用于在由所述充电通道供电切换为由所述压缩空气储能发电通道供电的过程中，无间断地为所述各个直流负载供电。进一步地，所述核电厂直流电源系统还包括分别与所述充电通道、每一所述压缩空气储能发电通道连接的输出控制模块；所述输出控制模块用于实时对所述充电通道的供电状态进行检测，并在检测到所述充电通道供电异常时，控制所述压缩空气储能发电通道启动，在检测到所述充电通道供电恢复正常时，控制所述压缩空气储能发电通道停止供电。进一步地，每一所述压缩空气储能发电通道均包括串联的压缩空气储能发电模块和第一开关；所述压缩空气储能发电模块用于在所述充电通道供电异常时，将预先储存的压缩空气中的能量转换为电能，以给所述各个直流负载供电；所述第一开关用于通过打开或关闭来控制所述压缩空气储能发电模块是否进行供电。进一步地，所述压缩空气储能发电模块包括：储气装置，用于储存压缩空气；透平，用于通过所述压缩空气中的能量转换为机械能；以及，发电机，用于将所述机械能转换为电能，以给所述各个直流负载供电。进一步地，所述压缩空气储能发电模块还包括：压气机，用于将空气压缩至所述储气装置中；以及，燃料室，用于将所述压缩空气与燃料一起燃烧后驱动所述透平进行能量转换。进一步地，所述充电通道包括并联的主充电通道和备用充电通道；所述主充电通道包括串联在所述电网和所述直流配电母线之间的主充电器和第二开关；所述主充电器用于通过电网为所述各个直流负载供电，所述第二开关用于通过打开或关闭来控制所述主充电器是否进行供电；所述备用充电通道包括串联在所述电网和所述直流配电母线之间的备用充电器和第三开关；所述备用充电器用于在所述主充电器故障时，通过电网为所述各个直流负载供电，所述第三开关用于通过打开或关闭来控制所述备用充电器是否进行供电。进一步地，所述蓄电池通道包括蓄电池组以及串联在所述蓄电池组和所述直流配电母线之间的第四开关；所述蓄电池组用于在所述充电通道供电正常时处于浮充状态，在所述充电通道供电异常，切换为所述压缩空气储能发电通道供电的过程中，提供满足切换过程所需的电荷以无间断地为所述各个直流负载供电；所述第四开关用于通过打开或关闭来控制所述蓄电池组是否进行供电。进一步地，所述压缩空气储能发电通道通过所述备用充电器与所述直流配电母线连接，用于在所述电网停止供电时启动，以通过所述备用充电器为所述各个直流负载供电。进一步地，所述压缩空气储能发电通道通还包括串联在所述压缩空气储能发电模块的输出端的交直流转换器；所述交直流转换器用于将所述压缩空气储能发电模块输出的交流电压转换为直流电压，以给所述各个直流负载供电。另一方面，本专利技术提供一种利用上述核电厂直流电源系统进行供电的方法，包括：通过充电通道由电网电力为各个直流负载供电；在所述充电通道供电异常时，通过蓄电池通道为所述各个直流负载供电，并启动至少一个压缩空气储能发电通道，以将压缩空气储能转换为电能；采用由所述压缩空气储能转换的电能为所述各个直流负载供电。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在充电通道供电正常时，通过电网电力为各个直流负载供电，在充电通道异常时，通过蓄电池通道无间断为各个直流负载供电，同时启动至少一个压缩空气储能发电通道，使压缩空气储能发电通道将压缩空气储能转换为电能为各个直流负载供电，保证充电通道异常时对直流负载的长时间持续供电；蓄电池作为压缩空气储能发电模块启动过程中的过渡电源，所需容量小，解决现有核电厂蓄电池组占用空间过大的问题；压缩空气储能发电模块采用压缩空气储能，而空气不会燃烧，没有爆炸危险，不产生任何有毒有害气体，安全性和可靠性高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的核电厂直流电源系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的核电厂直流电源系统中的控制系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例一提供的核电厂直流电源系统的具体结构示意图；图4是本专利技术实施例一提供的核电厂直流电源系统中的压缩空气储能发电模块的结构示意图；图5是本专利技术实施例二提供的供电方法的流程示意图。具体实施方式为了解决现有技术在核电厂直流电源系统中存在的充电通道异常时蓄电池无法长时间持续供电，且蓄电池占用空间过大等技术问题，本专利技术旨在提供一种核电厂直流电源系统，其核心思想是：提供充电通道、至少一个压缩空气储能发电通道和蓄电池通道，在充电通道的供电异常时，启动至少一个压缩空气储能发电通道，将压缩空气储能转换为电能继续为各个直流负载供电，而且，在压缩空气储能发电通道启动过程中，通过蓄电池通道无间断地为各个直流负载供电。本专利技术所提供的核电厂直流电源系统能够在充电通道异常时保证对直流负载无间断的长时间持续供电，且蓄电池占用空间小，同时空气储能安全性和可靠性高。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本专利技术实施例提供了一种核电厂直流电源系统，参见图1，该系统包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电厂直流电源系统，其特征在于，包括：充电通道，分别与电网和直流配电母线连接，用于通过电网为各个直流负载供电；至少一个压缩空气储能发电通道，与所述直流配电母线连接，用于在所述充电通道供电异常时启动，将压缩空气储能转换为电能为所述各个直流负载供电；以及，蓄电池通道，与所述直流配电母线连接，用于在由所述充电通道供电切换为由所述压缩空气储能发电通道供电的过程中，无间断地为所述各个直流负载供电。

【技术特征摘要】
1.一种核电厂直流电源系统，其特征在于，包括：充电通道，分别与电网和直流配电母线连接，用于通过电网为各个直流负载供电；至少一个压缩空气储能发电通道，与所述直流配电母线连接，用于在所述充电通道供电异常时启动，将压缩空气储能转换为电能为所述各个直流负载供电；以及，蓄电池通道，与所述直流配电母线连接，用于在由所述充电通道供电切换为由所述压缩空气储能发电通道供电的过程中，无间断地为所述各个直流负载供电。2.如权利要求1所述的核电厂直流电源系统，其特征在于，所述核电厂直流电源系统还包括分别与所述充电通道、每一所述压缩空气储能发电通道连接的输出控制模块；所述输出控制模块用于实时对所述充电通道的供电状态进行检测，并在检测到所述充电通道供电异常时，控制所述压缩空气储能发电通道启动，在检测到所述充电通道供电恢复正常时，控制所述压缩空气储能发电通道停止供电。3.如权利要求1所述的核电厂直流电源系统，其特征在于，每一所述压缩空气储能发电通道均包括串联的压缩空气储能发电模块和第一开关；所述压缩空气储能发电模块用于在所述充电通道供电异常时，将预先储存的压缩空气中的能量转换为电能，以给所述各个直流负载供电；所述第一开关用于通过打开或关闭来控制所述压缩空气储能发电模块是否进行供电。4.如权利要求3所述的核电厂直流电源系统，其特征在于，所述压缩空气储能发电模块包括：储气装置，用于储存压缩空气；透平，用于通过所述压缩空气中的能量转换为机械能；以及，发电机，用于将所述机械能转换为电能，以给所述各个直流负载供电。5.如权利要求4所述的核电厂直流电源系统，其特征在于，所述压缩空气储能发电模块还包括：压气机，用于将空气压缩至所述储气装置中；以及，燃料室，用于将所述压缩空气与燃料一起燃烧后驱动所述透平进行能量转换。6.如权利要求1所述的核电厂直流电源系统，其特征在于，所述充电通道包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯平利，胡友情，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44