本发明专利技术涉及核反应堆控制技术领域，具体公开了一种控制棒驱动机构静态电源系统及其储能系统及其供电方法，储能系统包括超级电容电池组，超级电容电池组由多个电容模块串联而成，该超级电容电池组的两极分别连接正、负直流母线；电容模块由多个单体超级电容电池并联而成。本发明专利技术采用超级电容电池构建储能系统，在交流电源瞬态期间，储能系统能有效确保供电的连续性；储能系统具有充电速度快、使用寿命长、能量转换效率高、快速释放大电流能力强、过程损失小、功率密度高、充电线路简单、设备尺寸小、基本免维护等优点，能有效满足控制棒驱动机构线圈的供电要求，确保核电站稳定和经济地运行，而且满足控制棒驱动机构静态电源系统的特点和要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核反应堆控制
，具体地，涉及一种。
技术介绍
核电站控制棒驱动机构电源系统的任务就是确保给控制棒驱动机构(CRDM)供电。通常，由带飞轮的电动发电机组提供260V交流电源，经棒控系统半波整流为直流后给控制棒驱动机构(CRDM)供电，在380V交流电源瞬态期间，由储能飞轮确保连续供电。静态电源系统直接给棒控系统提供直流电源。目前传统的直流电源系统，基本上都由整流装置和蓄电池构成，在正常运行情况下由整流装置给直流负荷(例如控制棒驱动机构)供电，同时给蓄电池浮充电，在整流装置故障或失去输入电源时，由蓄电池给直流负荷供电。该方式的技术较为成熟、可靠性较高，但同时也存在蓄电池组的体积大，寿命短，充放电线路复杂，且维护管理工作量大等问题，因此蓄电池储能并不适合控制棒驱动机构静态电源系统的特点和使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种线路简单、充电速度快、使用寿命长、放电能力强的控制棒驱动机构静态电源系统的储能系统，本专利技术还提供了采用该储能系统的控制棒驱动机构静态电源系统以及该控制棒驱动机构静态电源系统的供电方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是: 控制棒驱动机构静态电源系统的储能系统，包括超级电容电池组，所述超级电容电池组由多个电容模块串联而成，该超级电容电池组的两极分别连接正、负直流母线；所述电容模块由多个单体超级电容电池并联而成，该方案与多个单体电容串联后再并联的方式相比，在单个电容故障(击穿或断路)情况下，其可靠性和使用率都有较大提高。作为本专利技术的进一步改进，上述控制棒驱动机构静态电源系统的储能系统还包括预充电电阻、预充电控制开关和预充电控制装置，所述预充电电阻串联在超级电容电池组与正直流母线之间，所述预充电控制开关并联在预充电电阻两端，且还与预充电控制装置相连。进一步，上述控制棒驱动机构静态电源系统的储能系统还包括电流测量装置，该电流测量装置串联在超级电容电池组与负直流母线之间。优选的，所述电流测量装置为直流分流器。进一步，所述超级电容电池组与正直流母线和负直流母线之间均串联有刀熔开关。控制棒驱动机构静态电源系统，包括整流装置和断路器，所述整流装置的输入端连接电网三相交流电源，输出端通过正、负直流母线连接控制棒驱动机构，所述断路器设置在整流装置与控制棒驱动机构之间的直流母线上，还包括储能系统，所述储能系统为上述方案中任一种控制棒驱动机构静态电源系统的储能系统。控制棒驱动机构静态电源系统供电方法，包括以下步骤: 51、在380V交流正常供电期间，闭合刀熔开关和预充电控制开关，整流装置通过刀熔开关对储能系统的超级电容电池组进行直接充电； 52、在380V交流电源瞬态期间，储能系统通过刀熔开关、断路器给控制棒驱动机构供电。进一步，在步骤SI之前还包括首次充电控制步骤:在储能系统首次充电时，闭合刀熔开关，断开预充电控制开关，整流装置通过刀熔开关、预充电电阻以小电流的方式给储能系统的超级电容电池组预充电；当电压达到超级电容电池组的60-80%充电电压时，闭合预充电控制开关，将预充电电阻短路直接进行充电。进一步，步骤SI中，在380V交流正常供电期间，还对储能系统的电压、电流、温度信号进行采集。综上，本专利技术的有益效果是: 1、本专利技术采用超级电容电池构建储能系统，在380V交流电源瞬态期间，储能系统能有效确保供电的连续性，使核电站稳定和经济地运行。2、本专利技术的储能系统具有充电速度快、使用寿命长、能量转换效率高、快速释放大电流能力强、过程损失小、功率密度高等优点，能有效满足控制棒驱动机构线圈的供电要求，确保核电站稳定和经济地运行。3、本专利技术的储能系统具有充电线路简单、设备尺寸小、基本免维护等优点，满足控制棒驱动机构静态电源系统的要求。4、本专利技术的储能系统还可用于其它需要对电压波动提供补偿，以改善供电质量的稳压电源中。【附图说明】图1是本专利技术的制棒驱动机构静态电源系统的结构示意图。【具体实施方式】下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1: 如图1所示，控制棒驱动机构静态电源系统，包括整流装置和断路器；所述整流装置的输入端连接电网三相交流电源，输出端通过正、负两根直流母线连接控制棒驱动机构，所述断路器设置在整流装置与控制棒驱动机构之间的直流母线上，还包括储能系统。所述储能系统包括超级电容电池组，所述超级电容电池组由多个电容模块(图1中的电容模块I至电容模块k)串联而成，所述电容模块由多个单体超级电容电池(图1中的Cl至Cn)并联而成。超级电容电池组的一端连接正直流母线，且其与正直流母线之间的连接线路上设置有刀融开关；超级电容电池组的另一端连接负直流母线，且在超级电容电池组与正直流母线之间的连接线路上也设置有刀熔开关，所述刀熔开关与超级电容电池组之间的连接线路上还设置有电流测量装置，以实时测量其输出电流，实际应用中该电流测量装置可以采用直流分流器、电流表等测量装置。在核电站正常运行的情况下，整流装置给核电站控制棒驱动机构(CRDM)的线圈供电的同时，给储能系统的超级电容电池组充电，在380V电源稳定的情况下，控制棒驱动机构静态电源系统一直维持这种运行方式。当整流装置的380V交流电源瞬态期间(失电时间小于3秒)，由储能系统给CRDM供电，以确保核电站稳定运行。本实施例中，储能系统具备自动稳压和保持供电连续性的功能:在整流装置的380V交流电源瞬态期间(失电时间小于3秒)，储能系统以最大电流输出时，母线直流电压不低于0.95额定电压；能有效确保供电的连续性，使核电站稳定和经济地运行。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点: (I)本专利技术的储能系统的充电速度快:本专利技术的储能系统只需充电几十秒到几分钟就可达到其额定容量的95%以上，而现有技术中使用最多的铅酸电池充电通常需要几个小时，因此本专利技术充电速度明显加快。(2)本专利技术的储能系统的循环使用寿命长:深度充放电循环使用次数可达50万次，寿命可达15年以上。(3)本专利技术的储能系统的大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率多90% ； (4 )本专利技术的储能系统的功率密度高，可达300W/kg~5000W/kg，相当于普通电池的数十倍；比当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
控制棒驱动机构静态电源系统的储能系统，其特征在于，包括超级电容电池组，所述超级电容电池组由多个电容模块串联而成，该超级电容电池组的两极分别连接正、负直流母线；所述电容模块由多个单体超级电容电池并联而成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩勇，刘文静，刘艳阳，陈智，陈攀宇，江之奎，游洲，刘飞洋，李朋，高永，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。