一种反应堆冷却剂泵供电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种反应堆冷却剂泵供电装置，该装置包括：超级电容器组、双向DC/DC变换器、监测控制模块、双向逆变器、变压器；双向DC/DC变换器将直流电进行升压或者降压处理后输出；双向逆变器将交流电转化为直流电输出或者将直流电转化为交流电输出；变压器与反应堆冷却剂泵电性连接，将交流电转化为满足第一设定电压值的交流电输出至反应堆冷却剂泵；监测控制模块与双向DC/DC变换器电性连接，采集双向逆变器直流侧的电压、双向DC/DC变换器的第一端的电压和电流，并控制双向DC/DC变换器输出直流电的电压满足第二设定电压值和/或电流满足设定电流值。本实用新型专利技术可以在反应堆冷却剂泵断电的情形下应急供电，提高反应堆冷却剂泵转子惰转时间，确保系统安全。

【技术实现步骤摘要】
一种反应堆冷却剂泵供电装置
本技术涉及核电站厂用电系统电源
，尤其涉及一种反应堆冷却剂泵供电装置。
技术介绍
反应堆冷却剂泵(简称“主泵”)是压水堆核电站一回路系统的关键设备之一，每条环路有一台主泵，用于驱动冷却剂在反应堆冷却剂系统内循环流动，连续不断地把堆芯中产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧给水。主泵确保有适当流量的冷却剂流经堆芯，以维持偏离泡核沸腾比(以下简称DNBR)大于允许值。在核电厂反应堆停堆工况下，主泵惰转，为了避免发生DNBR，对主泵惰转时间有限制要求。当核电站发生全厂断电事故时，由于主泵失去电源而发生惰转，通过堆芯的冷却剂流量突然减少，给反应堆的安全带来威胁。为了确保全厂断电工况下堆芯的安全，主泵要求具有较长的惰转时间。在发生主泵断电的情况下，反应堆需紧急停堆。停堆后反应堆剩余功率呈指数下降，故短时间内必须保持有较高的冷却剂流量通过反应堆堆芯。主泵装有飞轮装置，用键固定在电动机轴端，转子飞轮能够增加转子的转动惯量，延长转子的惰转时间，达到避免发生DNBR，提高系统安全性。通过在主泵转子增加惰转飞轮，提高主泵转子的转动惯量，以提高主泵的惰转时间。然而目前的飞轮方案能维持的主泵惰转时间较短，当反应堆冷却剂系统对主泵惰转时间具有更高要求时，目前的飞轮储能则无法满足系统安全要求，因此需要采用一种新型的应急供电方式，进一步提高主泵转子惰转时间，确保系统安全。1)在目前主泵的设计方案中，飞轮储能带主泵转子惰转时间无法满足反应堆冷却剂系统要求，传统方法是：增加飞轮的重量、转动惯量，因此对主泵电机轴以及轴承的金属材料、剪切应力、结构等提出了更高要求，否则存在电机轴断裂的风险。2)飞轮储能存在转速过快、反转等危险，一定程度上威胁到了主泵乃至核电的安全运行，传统的应对措施是增加相关的防超速和防逆转等系统保护装置，使得系统设计更加复杂。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供一种反应堆冷却剂泵供电装置，可以在反应堆冷却剂泵断电的情形下，应急供电，提高反应堆冷却剂泵转子惰转时间，确保系统安全。本技术提供的一种反应堆冷却剂泵供电装置，包括：超级电容器组、双向DC/DC变换器、监测控制模块、双向逆变器、变压器；所述双向DC/DC变换器，其第一端与所述超级电容器组电性连接，第二端与所述双向逆变器的直流侧电性连接，用于接收直流电，并将接收的直流电进行升压或者降压处理后输出；所述双向逆变器，其交流侧通过第二开关与所述变压器电性连接，还通过第三开关与交流电源电性连接，用于接收所述交流电源输出的交流电，并将交流电转化为直流电输出，或者接收直流电，并将直流电转化为交流电输出；所述变压器，与反应堆冷却剂泵电性连接，用于接收交流电，并将接收的交流电转化为满足第一设定电压值的交流电，且将满足第一设定电压值的交流电输出至所述反应堆冷却剂泵；所述监测控制模块，与所述双向DC/DC变换器电性连接，用于采集所述双向逆变器直流侧的电压、所述双向DC/DC变换器的第一端的电压和电流，并根据所述双向逆变器直流侧的电压、所述双向DC/DC变换器的第一端的电压和电流，控制所述双向DC/DC变换器输出直流电的电压满足第二设定电压值和/或所述双向DC/DC变换器输出直流电的电流满足设定电流值；所述超级电容器组，用于接收直流电进行充电，并当其检测到所述反应堆冷却剂泵失电后开始放电。优选地，所述超级电容器组包括至少两个并联的超级电容器支路，每一超级电容器支路包括至少两个串联的超级电容器。优选地，所述超级电容器组通过直流母线与所述双向DC/DC变换器连接，且所述超级电容器组与所述双向DC/DC变换器之间的直流母线上还设置有第一开关、滤波电感和第一滤波电容。优选地，还包括用于对所述超级电容器组进行放电试验的试验负载，所述试验负载由电阻和电感组成，所述超级电容器组通过第四开关与所述试验负载电性连接。优选地，所述双向DC/DC变换器的第二端通过直流母线与所述双向逆变器连接，且所述双向DC/DC变换器的第二端还并联有第二滤波电容。优选地，所述双向DC/DC变换器包括：第一逆变整流单元、双绕组变压器和第二逆变整流单元；所述第一逆变整流单元，与所述双绕组变压器的第一端连接，用于接收来自所述超级电容器组的直流电，并将直流电转换为交流电输出至所述双绕组变压器，或者接收来自所述双绕组变压器的交流电，并将交流电转换为直流电输出至所述超级电容器组；所述第二逆变整流单元，与所述双绕组变压器的第二端连接，用于接收来自所述双绕组变压器的交流电，并将交流电转换为直流电输出至所述双向逆变器，或者接收来自所述双向逆变器的直流电，将直流电转换为交流电输出至所述双绕组变压器。优选地，所述第一逆变整流单元和所述第二逆变整流单元均为单相桥式整流电路，所述单相桥式整流电路的桥臂为两个串联连接的IGBT管。优选地，所述监测控制模块包括：直流母线电压检测电路、超级电容电压检测电路、电流检测电路以及DC/DC控制器，其中，所述DC/DC控制器包括A/D转换器、DSP控制器和FPGA单元；所述直流母线电压检测电路，两端分别与所述双向逆变器的直流侧以及所述A/D转换器连接，用于采集所述双向逆变器直流侧的直流母线电压模拟信号，并将所述直流母线电压模拟信号输出至所述A/D转换器；所述超级电容电压检测电路，两端分别与所述双向DC/DC变换器的第一端以及所述A/D变换器连接，用于采集双向DC/DC变换器第一端的超级电容电压模拟信号，并将所述超级电容电压模拟信号输出至所述A/D转换器；所述电流检测电路，两端分别与所述双向DC/DC变换器的第一端以及所述A/D转换器连接，用于采集所述双向DC/DC变换器的第一端的电感电流模拟信号，并将所述电感电流模拟信号输出至所述A/D转换器；所述A/D转换器，与所述DSP控制器连接，用于将所述超级电容电压模拟信号、直流母线电压模拟信号以及所述电感电流模拟信号转化为对应的超级电容电压数字信号、直流母线电压数字信号以及电感电流数字信号，并将所述超级电容电压数字信号、所述直流母线电压数字信号以及所述电感电流数字信号输出至所述DSP控制器；所述DSP控制器，与所述FPGA单元连接，用于根据所述超级电容电压数字信号、所述直流母线电压数字信号以及所述电感电流数字信号得到对应的超级电容电压值、直流母线电压值以及电感电流值，当所述超级电容电压值不满足所述第二设定电压值时，构建电感电流内环和直流母线电压外环的闭环控制结构，并通过该闭环控制结构输出控制指令至所述FPGA单元；所述FPGA单元，与所述双向DC/DC变换器连接，用于根据所述控制指令，生成对应的PWM脉冲调制信号，并将所述PWM脉冲调制信号输出至所述双向DC/DC变换器，以控制所述双向DC/DC变换器调节输出直流电的电压和电流，使得所述双向DC/DC变换器调节输出直流电的电压满足所述第二设定电压值，和/或所述双向DC/DC变换器调节输出直流电的电流满足设定电流值。实施本技术，具有如下有益效果：在交流电源能够正常输出交流电时，闭合第二开关和第三开关，通过交流电源为反应堆冷却剂泵供电，以及给超级电容器组充电，当交流电源不能正常供电时，可以通过超级电容器组给反应堆冷却剂泵供电，将反应堆冷却剂泵的供电时间延长，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应堆冷却剂泵供电装置，其特征在于，包括：超级电容器组、双向DC/DC变换器、监测控制模块、双向逆变器、变压器；所述双向DC/DC变换器，其第一端与所述超级电容器组电性连接，第二端与所述双向逆变器的直流侧电性连接，用于接收直流电，并将接收的直流电进行升压或者降压处理后输出；所述双向逆变器，其交流侧通过第二开关与所述变压器电性连接，还通过第三开关与交流电源电性连接，用于接收所述交流电源输出的交流电，并将交流电转化为直流电输出，或者接收直流电，并将直流电转化为交流电输出；所述变压器，与反应堆冷却剂泵电性连接，用于接收交流电，并将接收的交流电转化为满足第一设定电压值的交流电，且将满足第一设定电压值的交流电输出至所述反应堆冷却剂泵；所述监测控制模块，与所述双向DC/DC变换器电性连接，用于采集所述双向逆变器直流侧的电压、所述双向DC/DC变换器的第一端的电压和电流，并根据所述双向逆变器直流侧的电压、所述双向DC/DC变换器的第一端的电压和电流，控制所述双向DC/DC变换器输出直流电的电压满足第二设定电压值和/或所述双向DC/DC变换器输出直流电的电流满足设定电流值；所述超级电容器组，用于接收直流电进行充电，并当其检测到所述反应堆冷却剂泵失电后开始放电。...

【技术特征摘要】
1.一种反应堆冷却剂泵供电装置，其特征在于，包括：超级电容器组、双向DC/DC变换器、监测控制模块、双向逆变器、变压器；所述双向DC/DC变换器，其第一端与所述超级电容器组电性连接，第二端与所述双向逆变器的直流侧电性连接，用于接收直流电，并将接收的直流电进行升压或者降压处理后输出；所述双向逆变器，其交流侧通过第二开关与所述变压器电性连接，还通过第三开关与交流电源电性连接，用于接收所述交流电源输出的交流电，并将交流电转化为直流电输出，或者接收直流电，并将直流电转化为交流电输出；所述变压器，与反应堆冷却剂泵电性连接，用于接收交流电，并将接收的交流电转化为满足第一设定电压值的交流电，且将满足第一设定电压值的交流电输出至所述反应堆冷却剂泵；所述监测控制模块，与所述双向DC/DC变换器电性连接，用于采集所述双向逆变器直流侧的电压、所述双向DC/DC变换器的第一端的电压和电流，并根据所述双向逆变器直流侧的电压、所述双向DC/DC变换器的第一端的电压和电流，控制所述双向DC/DC变换器输出直流电的电压满足第二设定电压值和/或所述双向DC/DC变换器输出直流电的电流满足设定电流值；所述超级电容器组，用于接收直流电进行充电，并当其检测到所述反应堆冷却剂泵失电后开始放电。2.根据权利要求1所述的反应堆冷却剂泵供电装置，其特征在于，所述超级电容器组包括至少两个并联的超级电容器支路，每一超级电容器支路包括至少两个串联的超级电容器。3.根据权利要求1所述的反应堆冷却剂泵供电装置，其特征在于，所述超级电容器组通过直流母线与所述双向DC/DC变换器连接，且所述超级电容器组与所述双向DC/DC变换器之间的直流母线上还设置有第一开关、滤波电感和第一滤波电容。4.根据权利要求3所述的反应堆冷却剂泵供电装置，其特征在于，还包括用于对所述超级电容器组进行放电试验的试验负载，所述试验负载由电阻和电感组成，所述超级电容器组通过第四开关与所述试验负载电性连接。5.根据权利要求3所述的反应堆冷却剂泵供电装置，其特征在于，所述双向DC/DC变换器的第二端通过直流母线与所述双向逆变器连接，且所述双向DC/DC变换器的第二端还并联有第二滤波电容。6.根据权利要求5所述的反应堆冷却剂泵供电装置，其特征在于，所述双向DC/DC变换器包括：第一逆变整流单元、双绕组变压器和第二逆变整流单元；所述第一逆变整流单元，与所述双绕组变压器的第一端连接，用于接收来自所述超级电容器组的直流电，并将直流电转换为交流电输出至所述双绕组变压器，或者接收来自所述双绕组变压器的交流电，并将交流电转换为直流电输出至所述超级电容器组；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王若石，芮旻，陆秀生，钟质飞，朱文江，杨成峰，余银辉，梁治祥，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44