摘要：应急柴油发电机组是核电厂最重要的专设安全设施之一。在核电厂的工作电源和辅助电源发生故障时，核电厂应急柴油发电机组作为紧急电源为反应堆正常停堆和关键设备正常运行提供必要的能源，有效地保证了核电厂安全、可靠的运行。
关键词：核电厂；应急柴油发电机组；技术要求；功能；
中图分类号：TK42 文献标识码：A
1 概述
在核电厂中，利用235U的裂变来产生热量。由于裂变产物衰变放出缓发γ射线，堆芯成为强放射源，因此在反应堆停止运行时，堆芯除了裂变产物的衰变热外，还存在自行放热，形成堆芯余热。日本福岛核电厂的部分堆芯熔化就是因为堆芯余热未能及时有效导出造成的。在我国现役堆型中，余热导出采用的途径是设置外动力源持续驱动相关系统，不断冷却堆芯，以导出余热。这种外动力源就是核电厂应急柴油发电机组。
核电厂的应急柴油发电机组是能够自动快速启动、按程序带载的应急交流电源。一般情况下，核电厂每台机组配备2～4台相互独立的应急柴油发电机组，当高压厂用变压器提供的正常电源和高压厂用辅助变压器提供的后备电源失效时、或发生安全壳压力升高时、或发生安注动作，它们能够立即紧急启动，并自动对相应的6kV专设安全设施供电。
2 应急柴油发电机组的设备属性
目前我国已运行核电厂及大部分在建核电厂的应急柴油发电机组一般都具有核安全保护的功能，属于核级设备，在设计、制造、调试、运行、维护等方面有着严格的要求，以保证应急运行的可靠性，以下是设备属性的表现方面：
（1）应急柴油发电机组属于1E 级设备，所带系统设备大多属安全级设备。
（2）安全级设备对地震、火灾、台风等要求有较高的抗御能力，因此在设计、建造、调试、运行中都有其特殊要求。
（3）目前市场上能满足1E级核电厂应急柴油发电机组要求的潜在供货商只有法国ALSTOM和德国MTU/AREVA公司。
3 应急柴油发电机组的技术要求
3.1 应急加载期间的要求
应急带载是核电厂应急柴油发电机组设计功能的最终体现，由于涉及到核安全，因此有着严格的技术要求，主要如下：
（1）接到启动指令后应一般应在10～15 秒钟内启动并达到额定电压和频率；
（2）负荷加载期间：频率不应下降到额定值的95%（47.5Hz）以下；电压不应下降到额定值的75%（4.95kV）以下；频率恢复到其额定值的98%以及电压恢复到其额定值的90%的时间应小于这一程序步骤开始和下一程序步骤开始之间的时间间隔的40%；
（3）切除最大的单个负载，或在按程序加载的每一步骤之后，运行条件的瞬变均不应导致柴油发电机组转速的增加超出超速跳闸最小整定值与额定转速之差的75%；
（4）空压系统在应急情况下（不补气）能保证连续启动5 次，每次不大于10秒；
3.2 承受异常/事故运行工况的能力要求
应急柴油发电机组除了在核安全方面有着特殊要求以外，还必需符合以下一般发电机承受异常、事故运行工况能力的要求：
（1）由柴油发电机供电的6.6kV 供电系统有一相接地时能正常启动和运行；
（2）发电机组具有承受以下故障的能力：
◆由外部故障引起的发电机端子处小于5S 的三相或两相短路；
◆1.2倍额定转速下超速运行5 秒钟；
◆频率约50Hz，1.4倍额定过电压持续4 秒钟；
◆频率约50Hz，1.2倍额定过电压持续3 分钟；
◆相位差从120°到180°的非同期并网至少2 次。
4 应急柴油发电机组的功能
对机组厂用设备的供电：当机组运行时，从主发电机经厂用变压器降压后供电；当机组停运时，从主外电网经主变压器及厂用变压器降压后供电。
对常备厂用设备的供电：当机组运行时，从主发电机经厂用变压器降压后供电；当机组停运时，从主外电网经主变压器及厂用变压器降压后供电；当两台厂用变压器失电时，从辅助电网（与主外电网独立）经辅助变压器降压后供电。
对应急供电厂用设备的供电：当常备厂用设备的供电装置（厂用变压器或者辅助变压器）带电时，正常从这些配电装置供电；当上述配电装置断电时，由两台柴油发电机组供电，如图1。
柴油发电机的启动和供电顺序如下：
当所有外部电源出现故障时，两组应急配电装置由柴油发电机组供电。低电压装置在安全母线上监测到0.8UN（延时0.9 秒）信号，是柴油发电机组的启动条件之一。一旦柴油发电机组处在准备好状态（即电压和频率在限值范围内，从接到启动信号开始计算，大约需要小于10 秒的时间）且“失压”信号持续7 秒以上，应急配电装置的正常供电断路器（001JA）断开，卸去被选择的应急厂用设备，应急供电断路器（002JA）在001JA/002JA 闭锁延时1.5 秒后闭合，被卸载的厂用设备重新加载。按照不同的工况，加载时间和加载顺序不同，时间持续约30～40 秒。至于恢复外部供电的命令，由主控室或应急停堆盘给出。
5 结束语
我们应结合工程实践，加强应急柴油发电机组的日常维护，定期对应急柴油发电机组进行试验，观察各指标是否符合相关要求；对应急柴油发电机组进行待载试验，观察其应急启动和安全运行情况；确保事故时应急柴油发电机组能够安全、有效运行。
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论文作者:何龙飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
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