核電站電力系統(tǒng)安全策略模板范本

核電站電力系統(tǒng)安全策略

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發(fā)電廠根據(jù)所利用一次能源形式的不同，可分為火力發(fā)電廠、

水力發(fā)電廠、核電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠等，其中核電由于

能夠改善能源結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染、延長發(fā)電機組壽命、緩解交通運

輸緊張等原因，在我國發(fā)揮越來越大的作用。目前，我國的核電方針

也由原來的〃適度發(fā)展核電〃調(diào)整為〃積極推進(jìn)和發(fā)展核電〃，體現(xiàn)了國

家對核電發(fā)展的重視和認(rèn)可。

百萬千瓦級的壓水堆核電站是國家早在1983年就已經(jīng)明確的核

電技術(shù)路線，其原型是從法國引進(jìn)的M310壓水堆堆型，曾應(yīng)用于我

國大亞灣核電站的建設(shè)；其后的廣東嶺澳核電站是以大亞灣核電站為

參考，根據(jù)運行經(jīng)驗反饋進(jìn)行了多項技術(shù)改進(jìn)而實施的設(shè)計和施工;

目前國內(nèi)核電發(fā)展方向則是以第二代或二代半核電站為參考基礎(chǔ)，積

極引進(jìn)消化和應(yīng)用第三代核電技術(shù)。湖北咸寧核電項目采用的就是第

三代核電技術(shù)：AP1000（先進(jìn)型壓水堆核電機組）。AP1000是美國西

屋公司開發(fā)的一種雙環(huán)路1000MW的壓水堆核電機組，采用的是一

種〃非能動型安全技術(shù)〃，利用物質(zhì)的重力、慣性，流體的自然對流、

擴(kuò)散、蒸發(fā)、冷凝等物理原理，無須外界動力驅(qū)動系統(tǒng)，只要相應(yīng)的

通風(fēng)、冷卻水等支持系統(tǒng)，在緊急情況下，就能冷卻反應(yīng)堆廠房并且

帶走反應(yīng)堆產(chǎn)生的余熱。這一技術(shù)被公認(rèn)為是目前最安全、最先進(jìn)的

核電技術(shù)。

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核電站和其它常規(guī)發(fā)電廠相比有一系列的特殊性，這些特性要

求電網(wǎng)必須給予重視和解決：（1）核電的安全問題具有廣泛的社會影響

和政治影響，因此核電從設(shè)計、建造、調(diào)試、運行等方面有一系列嚴(yán)

格的安全規(guī)范必須遵守；這些規(guī)范既使核電在沒有外部電源時，仍能

保證核安全，同時也確保電網(wǎng)外部的條件不能削弱核安全的管理并有

利于增強核電的安全性；⑵核電站本身的運行狀態(tài)，包括啟動、負(fù)荷

調(diào)整、各種運行狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換、外部電源和廠內(nèi)電源的狀態(tài)，也必須

遵守相應(yīng)的強制性技術(shù)規(guī)范；這些標(biāo)準(zhǔn)使電網(wǎng)在考慮核電的運行方

式，調(diào)度核電機組時有所限制；⑶任何擁有和運行核電站的電網(wǎng)，必

須對核電站的要求給予充分的關(guān)注。包括在〃黑啟動〃（指電力系統(tǒng)在

經(jīng)受大的擾動或故障而發(fā)生大面積停電事故后，依靠本身的自啟動機

組或依靠臨近電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線支援，逐步恢復(fù)系統(tǒng)各運行元件和供電服

務(wù)到正常運行狀態(tài)的過程。）及電網(wǎng)恢復(fù)計劃中，始終將恢復(fù)核電站

廠外電源作為最優(yōu)先的目標(biāo)。因此，根據(jù)各個電網(wǎng)的特點，研究核電

站的特殊要求，是設(shè)計并實施電網(wǎng)安全策略和恢復(fù)方案的一個重要問

題。

1.核電站的特點

1.1核安全防護(hù)

核電站的核安全保障是基于3層次的縱深防御策略：（1）核燃料

組件。核燃料組件包括核燃料物質(zhì)和包殼。燃料物質(zhì)采用化學(xué)性質(zhì)非

常穩(wěn)定，在高溫（2000團(tuán)以上）環(huán)境下，仍能保持化學(xué)穩(wěn)定，并對水不

產(chǎn)生正反應(yīng)的復(fù)合物質(zhì)構(gòu)成，這種物質(zhì)確保一旦核燃料外泄時，不會

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產(chǎn)生更多的熱量；核燃料包殼采用化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，耐輻射、耐高

溫、耐腐蝕、傳熱性能優(yōu)良的錯合金制造，防止核燃料組件破壞，放

射物質(zhì)流入反應(yīng)堆一回路中；⑵一回路壓力邊界。該壓力邊界主要由

反應(yīng)器外殼和一回路管道構(gòu)成。放射物質(zhì)一旦泄漏進(jìn)入一回路中，即

由厚度達(dá)數(shù)厘米的金屬外殼防護(hù)，防止放射物質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)堆中；(3)

反應(yīng)堆安全殼。厚達(dá)1m左右的鋼筋混凝土外殼將核島設(shè)備密封，作

為核島的最后一道屏障，防止放射物質(zhì)擴(kuò)散至周圍環(huán)境中。最大限度

地防止核事故對環(huán)境的影響。

為使核防御策略在核安全受到威脅時有效地發(fā)揮作用，核電站廠

內(nèi)外電源的有效性十分重要，廠用電源除確保核安全所需的關(guān)鍵設(shè)備

有效工作外，還是核電站常規(guī)島，如發(fā)電機、汽輪機安全的重要保證。

廠用電源在以下幾個方面有重要影響：

(1)停機停堆。核電站一旦發(fā)生事故，如與電網(wǎng)解列，為避免事

故擴(kuò)大，防止核事故發(fā)生，將發(fā)電機組安全停機及將反應(yīng)堆安全停堆

是首要的工作。將發(fā)電機組安全停機的關(guān)鍵是機組的操作電源。機組

的操作電源包括交流操作電源和直流操作電源。這些電源將提供停機

所需的開關(guān)操作電源、潤滑油泵電源、交流操作電源及使機組安全停

機的盤車電源。在盤車電源不可用時，應(yīng)人工盤車。核電站的停堆是

確保核安全的關(guān)鍵,只有可靠停堆，才能確保核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量最少,

避免發(fā)生堆芯熔化等嚴(yán)重事故。在核反應(yīng)堆設(shè)計中，為確保在核電站

失去廠用電后，仍能實現(xiàn)停堆，采用通過失電釋放控制棒實現(xiàn)緊急停

堆。而在廠用電可用的情況下，可實現(xiàn)正常的停堆，也能實現(xiàn)快速停

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堆。

⑵余熱導(dǎo)出。僅將反應(yīng)堆停堆并不能保證核安全，必須將核反

應(yīng)產(chǎn)生的熱量順利導(dǎo)出反應(yīng)器，即從一回路導(dǎo)至二回路，才能確保反

應(yīng)堆的安全。在余熱導(dǎo)出過程中，廠用電源非常關(guān)鍵，廠用電源確保

了一回路和二回路安全功能有效工作。

⑶控制排放。一旦發(fā)生反應(yīng)堆外殼破裂或一回路設(shè)備損壞的嚴(yán)

重事故，確保安全殼的安全，防止放射物質(zhì)向環(huán)境不受控制地排放,

必須進(jìn)行有效地控制，包括對反應(yīng)堆噴淋降壓及消污。在這個過程中，

廠用電源必不可少。

此外，廠用電源還是大量控制設(shè)備可靠工作的基礎(chǔ)，因此，在核

電站的安全防護(hù)體系中，廠用電源的可靠性十分重要。

1.2廠用電系統(tǒng)

1.2.1電源

基于上述的考慮，核電站的廠用電源設(shè)計采用高可靠性的原則,

并作為核安全規(guī)范的一部分。該規(guī)范中與外部電源相關(guān)的最基本的要

求是：

必須設(shè)立彼此獨立的廠外電源和廠內(nèi)電源，以確保對電廠安全

有重要影響的設(shè)備的供電；廠外電源必須由至少2個物理上獨立的

電路將電網(wǎng)聯(lián)接到廠用安全母線上。

圖1是大亞灣核電站廠用電系統(tǒng)（6.6kV及以上部分）的示意。

在該核電站中，每一核電機組的廠用電系統(tǒng)由如下電源供電：（1）接于

發(fā)電機機端26kV母線的廠用高壓變壓器，向2段6.6kV廠用供電

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母線供電；（2）接于220kV線路的2組輔助變壓器，分別向另外2段

6.6kV廠用供電母線提供備用；（3）2組100%互為備用的廠內(nèi)柴油

發(fā)電機，向核電站提供應(yīng)急電源。

圖1大亞灣核電站廠用電系統(tǒng)（6.6kV以上部分）示意圖

該廠用電供電系統(tǒng)的設(shè)計完全滿足規(guī)范的要求：核電站廠用電在

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