10月7日,海陽(yáng)核電2號機組在完成主泵變頻器“四用一備”可靠性提升工程試驗后達到滿(mǎn)功率運行狀態(tài),標志著(zhù)海陽(yáng)核電2號機組成為國內AP1000首臺具備主泵變頻器備用切換能力的機組,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(chǎng)AP1000的關(guān)鍵單點(diǎn)失效電氣設備,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。每臺機組配備四臺主泵和四臺主泵變頻器,如果任意一臺主泵變頻器非預期失效,將會(huì )在極短時(shí)間內觸發(fā)反應堆低流量停堆信號,導致電廠(chǎng)非計劃停堆。在我國已投運的三代非能動(dòng)核電機組中,因變頻器故障導致的非計劃停堆占比約64%。
國產(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)保障主泵運行,即在原有四臺進(jìn)口主泵變頻器的基礎上,新增一臺長(cháng)期處于熱備用狀態(tài)的國產(chǎn)變頻器。該變頻器由山東核電聯(lián)合國內設計院和制造廠(chǎng)家設計研發(fā),具有中國自主知識產(chǎn)權,消除了國外變頻器功率單元設計隱患,實(shí)現了控制器在線(xiàn)維護及回切功能,各項指標完全滿(mǎn)足現場(chǎng)安全運行需求。
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,當四臺在用主泵變頻器中的任意一臺因故障退出運行時(shí),備用變頻器自動(dòng)投入運行,切換過(guò)程中一回路流量、主泵的轉速、電壓、電流等均全部正常,四次切換試驗均一次成功。試驗中切換時(shí)間均不超過(guò)0.6秒,低于仿真分析中主泵停運后 1.1秒停堆的故障時(shí)間。經(jīng)專(zhuān)項組對主泵變頻器“四用一備”改造工作的全面試驗驗證,試驗結果均符合設計要求。此驗證試驗的成功,標志著(zhù)主泵變頻器“四用一備”改造工程的設計理念,正式從工程藍圖走向實(shí)際應用。
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(zhuān)業(yè)協(xié)同”的創(chuàng )新模式,在產(chǎn)品研發(fā)、樣機研制、單體試驗、聯(lián)合調試等方面展開(kāi)科技攻關(guān)。研發(fā)出在熱備狀態(tài)切換的拓撲路線(xiàn)圖,提出全新超快切換方案;通過(guò)系統分析性能測試,實(shí)現樣機功能與電廠(chǎng)實(shí)際應用匹配,增加靈敏度和使用壽命;進(jìn)行變頻器切換瞬態(tài)載荷分析對比,驗證對主泵機組的沖擊滿(mǎn)足規范的要求等等。
主泵變頻器“四用一備”可靠性提升技術(shù)在三代核電機組成功投入使用,為后續CAP1000主泵供電可靠性提升提供了模版,對保障我國能源安全、提升三代核電國際競爭力具有重要意義。