[發(fā)明專利]基于高速飛輪的供電裝置、方法及其相關(guān)設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011213862.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN112510732A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于艇;孫輝;葉育林;劉晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中廣核工程有限公司;深圳中廣核工程設(shè)計(jì)有限公司;中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司;中國(guó)廣核電力股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/30
• 分類號(hào): H02J3/30;H02J9/08;H02M7/66
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

本發(fā)明屬于核電領(lǐng)域，涉及一種基于高速飛輪的供電裝置、方法及其相關(guān)設(shè)備。供電裝置向控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供電，包括高速飛輪、永磁同步電機(jī)、雙向變流器、整流器和逆變輸出器；永磁同步電機(jī)分別電性連接高速飛輪和雙向變流器；雙向變流器、整流器和逆變輸出器兩兩之間電性連接；整流器與廠用電相連接，逆變輸出器與控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。供電方法包括實(shí)時(shí)識(shí)別當(dāng)前供電狀態(tài)；當(dāng)當(dāng)前供電狀態(tài)為正常供電時(shí)，將廠用電通過整流器和逆變輸出器輸送至控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和高速飛輪；當(dāng)當(dāng)前供電狀態(tài)為異常供電時(shí)，通過高速飛輪帶動(dòng)永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電流傳輸至控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本申請(qǐng)供電裝置的供電效率高，占地面積小，且便于維護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及核電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于高速飛輪的供電裝置、方法及其相關(guān)設(shè)備。

背景技術(shù)

控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(CRDM)是一種步進(jìn)式的提升機(jī)構(gòu)，是保證核電廠安全可靠運(yùn)行的重要部件。供電裝置需穩(wěn)定的為控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供電，以保證控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。由于核電站的廠用電有時(shí)會(huì)發(fā)生波動(dòng)，且控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生負(fù)荷沖擊，所以需要為控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配置具有儲(chǔ)能功能的供電裝置。

目前，核電廠普遍采用電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組(RAM)或用鉛酸蓄電池儲(chǔ)能的電源系統(tǒng)作為CRDM電源。其中，電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組(RAM)的具體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，機(jī)械損耗大，電源效率低。并且設(shè)備故障率和運(yùn)維成本較高。在鉛酸蓄電池儲(chǔ)能的方式中，鉛酸蓄電池功率密度低，占地面積大。電池對(duì)廠房的要求較高，需要單獨(dú)配置蓄電池間，并且蓄電池需要進(jìn)行定期維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于：提出一種基于高速飛輪的供電裝置、方法及其相關(guān)設(shè)備，供電效率高，占地面積小，且便于維護(hù)。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種基于高速飛輪的供電方法，采用了如下所述的技術(shù)方案：

一種基于高速飛輪的供電裝置，所述供電裝置向控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供電，所述供電裝置包括高速飛輪、永磁同步電機(jī)、雙向變流器、整流器和逆變輸出器；

所述永磁同步電機(jī)分別電性連接所述高速飛輪和雙向變流器；

所述雙向變流器、整流器和逆變輸出器兩兩之間電性連接；

所述整流器接收廠用電，所述逆變輸出器與所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。

進(jìn)一步的，所述雙向變流器由橋式電路組成。

進(jìn)一步的，所述逆變輸出器與所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有開關(guān)裝置。

一種使用上述的基于高速飛輪的供電裝置的方法，包括如下步驟：

實(shí)時(shí)識(shí)別當(dāng)前供電狀態(tài)；

當(dāng)當(dāng)前供電狀態(tài)為正常供電時(shí)，將廠用電通過所述整流器和逆變輸出器輸送至所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述高速飛輪，以向所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供電；

當(dāng)當(dāng)前供電狀態(tài)為異常供電時(shí)，通過所述高速飛輪帶動(dòng)所述永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，以使所述永磁同步電機(jī)產(chǎn)生電流，將所述永磁同步電機(jī)產(chǎn)生的電流傳輸至所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以向所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供電。

進(jìn)一步的，所述當(dāng)當(dāng)前供電狀態(tài)為正常供電時(shí)，將廠用電通過所述整流器和逆變輸出器輸送至所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述高速飛輪，以向所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供電的步驟包括：

當(dāng)當(dāng)前供電狀態(tài)為正常供電時(shí)，將廠用電通過所述整流器和逆變輸出器輸送至所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以向所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供電；

啟動(dòng)所述雙向變流器的逆變模式，將所述廠用電通過逆變模式下的所述雙向變流器輸送至所述永磁同步電機(jī)；

啟動(dòng)所述永磁同步電機(jī)的電動(dòng)機(jī)模式，通過電動(dòng)機(jī)模式下的所述永磁同步電機(jī)帶動(dòng)所述高速飛輪旋轉(zhuǎn)。