核电厂水压试验泵柴油发电机容量及运行分析

核电厂水压试验泵柴油发电机容量及运行分析

杨康刘让新

中核集团福建福清核电有限公司福建省福清市350300

摘要：水压试验泵柴油发电机组容量的确定，应综合考虑三方面的因素：向稳定负荷供电、满足大容量电动机起动的需要、起动电动机时发电机母线电压的下降不应影响其他负荷的正常运行。

关键词：核电厂；水压试验；运行

1引言

部分核电厂机组水压试验泵通过一台小汽轮发电机组供电，汽轮发电机组的采用蒸汽作为动力源，在实际运行中存在设备稳定性不高、工业安全条件差等缺点，目前在新建设核电厂机组上，水压试验泵采用柴油发电机组供电。

2水压试验泵起动方式

2.1全压直接起动

柴油发电机组所带最大负荷为水压试验泵，其运行功率为75kW。若采用直接起动，则需根据相关标准校核发电机电压降。

采用全压直接起动电机的方式，发电机电压降大于20%。而按照《工业与民用配电设计手册》，全压起动大容量电动机时，母线电压不得低于额定电压的80%，直接起动电机不满足电压降要求。

2.2自耦降压起动

自耦降压起动是利用自耦变压器降低电动机端电压的起动方法，自耦变压器有三组抽头可以得到不同的输出电压（采用电源电压的47%、52%和57%），选择为起动时使自耦变压器中的一组抽头接在电动机的回路中，当电动机的转速接近额定转速时，将自耦变压器切除，使电动机直接接在三相电源上进入运转状态。

3柴油发电机组功率修正

水压试验泵柴油发电机组是在核电厂失去所有电源情况下，向水压试验泵供电，以保证一回路冷却剂泵密封的注入水流量。机组燃油系统设计容量按保证两台柴油发电机组在不额外补充燃油时可连续运行24小时考虑。针对该运行工况，柴油发电机组的额定功率应标定为基本功率。该项目选择型号为KV275E的柴油发电机组。

标定功率是在标准基准状况下发出的功率。国家标准GB/T6072.1-2000规定的标准大气状况为：大气压力100kPa、环境温度25℃（298K）、相对湿度30%。当柴油机工作地点的大气状况与标准大气状况不符时，其输出功率应按GB/T6072.1-2000的规定进行修正。

3.1机组输出功率影响因素

柴油机能否发出标定功率，主要取决于吸入的燃烧空气量。当海拔升高大气压力降低；大气温度升高或大气湿度增大时，都使大气中空气密度减小，因此进入柴油机的空气量也减小，导致柴油机输出功率下降。影响柴油机输出功率的大气压力、环境温度和环境湿度三个因素中，湿度的影响较小，温度影响明显，但大气压力对非增压柴油机影响较大。

该核电厂现场海拔高度为8米，因此可忽略海拔对机组输出功率的影响。该机组选定功率因数定值为0.8，因此不考虑功率因数的变化对机组输出功率的影响。环境温度对柴油发电机组输出功率的影响较为明显。环境相对湿度由30%升高到60%时对机组输出功率影响较小（功率修正系数仅减小了0.01）。下文通过计算对温度和对机组输出功率的影响。

3.2环境温度对机组输出功率的影响

所选机型包括柴油机、发电机以及柴油机驱动的冷却风扇等主要设备组成。需要说明的是，柴油机冷却风扇为机组基本从属辅助设备，该设备装与不装将影响发动机中断轴输出功率。单台机组的实际输出功率按下式计算：

4柴油机运行条件分析

根据上述计算可以得出，环境温度对于柴油机的输出效率有着明显的影响。在实际运行中，厂房环境温度随着气候、工业条件的变化会发生明显的变化。为了保证柴油发电机的稳定运行，在实际运行中必须要严格控制厂房温度，从以下几点入手，保证柴油机的稳定运行：（1）加强厂房通风，核电厂应急柴油发电机组所在的厂房基本为密封性厂房，必须设有专门的通风系统保证厂房通风。（2）合理布置柴油机位置。从上述分析可知，在电厂正常的厂房设计高度内（小于100m），柴油机所在厂房位置的高度对于柴油机的效率影响不大。（3）加强厂房管理，在实际运行中严格控制柴油机所在厂房内的高温作业，厂房应考虑实体隔离，适当降低厂房内的环境湿度。

5结语

水压试验泵是核电厂的重要设备，保证水压试验泵供电的可靠性对于核电厂运行的安全性具有重要的影响。柴油发电机组在核电厂为水压试验泵提供电源是作为备用机组使用的，在容量选择时应采用机组的基本功率。

参考文献

[1]GB/T6072.1-2000往复式内燃机性能第一部分：标准基准状况，功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法[S].

[2]工业与民用配电设计手册[M].中国电力出版社，2005.