[發明專利]核電站外電網頻率故障處理方法、裝置、設備及系統

在審

• 申請號: 202110710666.6
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113572153A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 謝志國;楊宗強;劉洪貞;盧如曉
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;深圳中廣核工程設計有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02H7/28
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

本發明提供了一種核電站外電網頻率故障處理方法、裝置、設備及系統，方法包括：獲取分別設置于N個供電母線上的探測器實時采集的N個供電母線的電流頻率；判斷獲取的電流頻率小于等于預定的供電頻率整定值的個數；當所述個數大于等于M時，判斷當前核功率是否大于等于預定的核功率整定值；當確定核功率大于等于預定的核功率整定值，則控制斷開超高壓斷路器，以實現核電站與外電網解列。本發明僅需要直接獲取外電網的電流頻率，簡化了計算過程，可以有效避免由于外電網頻率持續下降導致的反應堆緊急停堆，提高核電站的可用率，為核電站帶來顯著的經濟效益。

技術領域

本發明涉及核電站領域，具體而言，涉及一種核電站外電網頻率故障處理方法、裝置、設備及系統。

背景技術

核電站功率運行期間，核電站與外電網并網，核電站動力設備的供電頻率與外電網頻率相同。當外電網出現故障時，會造成電網頻率降低，核電站動力設備的供電頻率也會跟隨降低，不能執行其設計要求的功能，影響核電站的穩定運行。隨著外電網頻率下降，反應堆冷卻劑系統主泵轉速下降，一回路冷卻劑流速會跟隨降低，導致反應堆核燃料產生的熱量導出減少。當主泵轉速下降到小于第二整定值時觸發第二整定值信號來控制反應堆緊急停堆，汽輪機自動停機。反應堆緊急停堆后，反應堆控制系統能夠將反應堆維持在可控狀態。

在外電網頻率下降導致主泵轉速下降到第二整定值之前，設置核電站提前與外電網解列的自動邏輯，主泵轉速會逐步上升恢復到正常運行整定值，可以有效避免反應堆跳堆，提高核電站的可用率。

目前的解列自動邏輯主要有如下兩種：

第一種：一些核電站采用主泵轉速表征外電網頻率，設置主泵轉速第一整定值，在當外電網頻率降低導致主泵轉速下降到第二整定值之前觸發與外電網的解列動作，避免觸發反應堆跳堆。其中，主泵轉速正常運行值大于第一整定值，第一整定值大于第二整定值；

主泵轉速采用3取2測量的冗余設計，采用“至少兩個主泵轉速小于第一整定值(即圖1中主泵轉速低(2/3))核功率大于等于額定核功率的10％超高壓斷路器開關閉合LGA001JA閉合”閉鎖非外電網頻率低故障下的誤動，其原理如圖1所示。

圖1所示原理圖，在僅發生外電網頻率低故障工況下，可以在主泵轉速下降到小于第一整定值時與外電網解列，避免主泵轉速繼續下降到第二整定值時觸發反應堆緊急停堆。然而在主泵機械故障的初始事故工況下，由于主泵機械故障導致轉速下降到小于第一整定值或者在部分主泵跳泵的事故工況下，主泵斷路器在斷開狀態下，主泵轉速小于第一整定值，按照圖1的邏輯，“至少兩個主泵轉速小于第一整定值核功率大于等于額定核功率的10％超高壓斷路器開關閉合LGA001JA閉合”成立，則會觸發與外電網解列。因此，在部分事故工況下，由于非外電網頻率故障原因導致主泵轉速低時，圖1所示的邏輯也會觸發與外電網解列，即圖1所示的邏輯存在誤動的可能性，不利于機組在事故工況下的安全運行。

第二種的原理如圖2所示。圖2所示原理圖，在僅發生外電網頻率低故障工況下，可以在主泵轉速下降到小于第一整定值時與外電網解列，避免主泵轉速繼續下降到小于第二整定值時觸發反應堆緊急停堆。

然而在核電站輔助設備非應急交流電源喪失事故下，始發廠內交流配電系統部分電源失效，主泵轉速下降到小于第二整定值會觸發反應堆跳堆。第一整定值信號通常在第二整定值信號之前出現，而反應堆跳堆信號在第二整定值信號之后出現，按照圖2的邏輯，“至少兩個主泵轉速小于第一整定值(即圖2中主泵轉速低(2/3))核功率大于等于額定核功率的10％超高壓斷路器開關閉合LGA001JA閉合反應堆未停堆”成立，則會觸發與外電網解列。因此，在交流配電系統部分電源失效下圖2所示的邏輯也會觸發與外電網解列，即圖2所示的邏輯也存在誤動的可能性，不利于機組在事故工況下的安全運行。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種核電站外電網頻率故障處理方法、裝置、設備及系統，以改善上述問題。

本發明采用了如下方案：