國(guó)家電投三代核電主泵供電可靠性實(shí)現(xiàn)重大突破

10月7日，海陽(yáng)核電2號(hào)機(jī)組在完成主泵變頻器“四用一備”可靠性提升工程試驗(yàn)后達(dá)到滿功率運(yùn)行狀態(tài)，標(biāo)志著海陽(yáng)核電2號(hào)機(jī)組成為國(guó)內(nèi)ap1000首臺(tái)具備主泵變頻器備用切換能力的機(jī)組，三代核電主泵供電可靠性取得重大突破。

主泵變頻器是三代非能動(dòng)壓水堆核電廠ap1000的關(guān)鍵單點(diǎn)失效電氣設(shè)備，為主泵提供頻率電壓變換和限制主泵啟動(dòng)電流等功能，是主泵供電的唯一電源。每臺(tái)機(jī)組配備四臺(tái)主泵和四臺(tái)主泵變頻器，如果任意一臺(tái)主泵變頻器非預(yù)期失效，將會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)觸發(fā)反應(yīng)堆低流量停堆信號(hào)，導(dǎo)致電廠非計(jì)劃停堆。在我國(guó)已投運(yùn)的三代非能動(dòng)核電機(jī)組中，因變頻器故障導(dǎo)致的非計(jì)劃停堆占比約64%。

國(guó)產(chǎn)主泵變頻器首次投入使用。本次主泵變頻器“四用一備”改造工程，通過(guò)增加主泵備用電源的方式來(lái)保障主泵運(yùn)行，即在原有四臺(tái)進(jìn)口主泵變頻器的基礎(chǔ)上，新增一臺(tái)長(zhǎng)期處于熱備用狀態(tài)的國(guó)產(chǎn)變頻器。該變頻器由山東核電聯(lián)合國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院和制造廠家設(shè)計(jì)研發(fā)，具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，消除了國(guó)外變頻器功率單元設(shè)計(jì)隱患，實(shí)現(xiàn)了控制器在線維護(hù)及回切功能，各項(xiàng)指標(biāo)完全滿足現(xiàn)場(chǎng)安全運(yùn)行需求。

主泵變頻器“四用一備”邏輯切換成功。經(jīng)過(guò)模擬瞬時(shí)故障試驗(yàn)，當(dāng)四臺(tái)在用主泵變頻器中的任意一臺(tái)因故障退出運(yùn)行時(shí)，備用變頻器自動(dòng)投入運(yùn)行，切換過(guò)程中一回路流量、主泵的轉(zhuǎn)速、電壓、電流等均全部正常，四次切換試驗(yàn)均一次成功。試驗(yàn)中切換時(shí)間均不超過(guò)0.6秒，低于仿真分析中主泵停運(yùn)后 1.1秒停堆的故障時(shí)間。經(jīng)專項(xiàng)組對(duì)主泵變頻器“四用一備”改造工作的全面試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求。此驗(yàn)證試驗(yàn)的成功，標(biāo)志著主泵變頻器“四用一備”改造工程的設(shè)計(jì)理念，正式從工程藍(lán)圖走向?qū)嶋H應(yīng)用。

在此次攻關(guān)任務(wù)中，山東核電采用“產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合、多專業(yè)協(xié)同”的創(chuàng)新模式，在產(chǎn)品研發(fā)、樣機(jī)研制、單體試驗(yàn)、聯(lián)合調(diào)試等方面展開科技攻關(guān)。研發(fā)出在熱備狀態(tài)切換的拓?fù)渎肪€圖，提出全新超快切換方案;通過(guò)系統(tǒng)分析性能測(cè)試，實(shí)現(xiàn)樣機(jī)功能與電廠實(shí)際應(yīng)用匹配，增加靈敏度和使用壽命;進(jìn)行變頻器切換瞬態(tài)載荷分析對(duì)比，驗(yàn)證對(duì)主泵機(jī)組的沖擊滿足規(guī)范的要求等等。

主泵變頻器“四用一備”可靠性提升技術(shù)在三代核電機(jī)組成功投入使用，為后續(xù)cap1000主泵供電可靠性提升提供了模版，對(duì)保障我國(guó)能源安全、提升三代核電國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。