1、核電站電力系統(tǒng)安全策略刖言發(fā)電廠根據(jù)所利用一次能源形式的不同，可分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、 核電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠等，其中核電由于能夠改善能源結(jié)構(gòu)、減少 環(huán)境污染、延長發(fā)電機組壽命、緩解交通運輸緊張等原因，在我國發(fā)揮越來越大 的作用。目前，我國的核電方針也由原來的“適度發(fā)展核電”調(diào)整為“積極推進 和發(fā)展核電”，體現(xiàn)了國家對核電發(fā)展的重視和認可。百萬千瓦級的壓水堆核電站是國家早在19831983 年就已經(jīng)明確的核電技術(shù)路線, 其原型是從法國引進的 M310M310 壓水堆堆型，曾應(yīng)用于我國大亞灣核電站的建設(shè)； 其 后的廣東嶺澳核電站是以大亞灣核電站為參考，根據(jù)運行經(jīng)驗反饋進行了多項技

2、 術(shù)改進而實施的設(shè)計和施工；目前國內(nèi)核電發(fā)展方向則是以第二代或二代半核電 站為參考基礎(chǔ)，積極引進消化和應(yīng)用第三代核電技術(shù)。湖北咸寧核電項目采用的 就是第三代核電技術(shù)：APAP10001000（先進型壓水堆核電機組）。APAP1001000 0是美國西屋公 司開發(fā)的一種雙環(huán)路 1000MW1000MW 勺壓水堆核電機組，米用的是一種“非能動型安全技術(shù)”，利用物質(zhì)的重力、慣性，流體的自然對流、擴散、蒸發(fā)、冷凝等物理原理, 無須外界動力驅(qū)動系統(tǒng)，只要相應(yīng)的通風(fēng)、冷卻水等支持系統(tǒng)，在緊急情況下, 就能冷卻反應(yīng)堆廠房并且?guī)ё叻磻?yīng)堆產(chǎn)生的余熱。這一技術(shù)被公認為是目前最安 全、最先進的核電技術(shù)。核電站和其它

3、常規(guī)發(fā)電廠相比有一系列的特殊性，這些特性要求電網(wǎng)必須給予重視和解決：（1 1）核電的安全問題具有廣泛的社會影響和政治影響, 設(shè)計、建造、調(diào)試、運行等方面有一系列嚴格的安全規(guī)范必須遵守；這些規(guī)范既 使核電在沒有外部電源時，仍能保證核安全，同時也確保電網(wǎng)外部的條件不能削 弱核安全的管理并有利于增強核電的安全性；（2 2）核電站本身的運行狀態(tài)，包括啟 動、負荷調(diào)整、各種運行狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換、外部電源和廠內(nèi)電源的狀態(tài)，也必須遵 守相應(yīng)的強制性技術(shù)規(guī)范；這些標準使電網(wǎng)在考慮核電的運行方式，調(diào)度核電機 組時有所限制；（3 3）任何擁有和運行核電站的電網(wǎng)，必須對核電站的要求給予充分 的關(guān)注。包括在“黑啟動”（指

4、電力系統(tǒng)在經(jīng)受大的擾動或故障而發(fā)生大面積停 電事故后，依靠本身的自啟動機組或依靠臨近電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線支援，逐步恢復(fù)系統(tǒng) 各運行元件和供電服務(wù)到正常運行狀態(tài)的過程。）及電網(wǎng)恢復(fù)計劃中，始終將恢 復(fù)核電站廠外電源作為最優(yōu)先的目標。因此，根據(jù)各個電網(wǎng)的特點，研究核電站 的特殊要求，是設(shè)計并實施電網(wǎng)安全策略和恢復(fù)方案的一個重要問題。1.1.核電站的特點因此核電從1.11.1核安全防護核電站的核安全保障是基于 3 3 層次的縱深防御策略：（1 1）核燃料組件。核燃料 組件包括核燃料物質(zhì)和包殼。燃料物質(zhì)采用化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定， 在高溫（20002000C以上）環(huán)境下，仍能保持化學(xué)穩(wěn)定，并對水不產(chǎn)生正反應(yīng)的復(fù)合物

5、質(zhì)構(gòu)成，這種物質(zhì) 確保一旦核燃料外泄時，不會產(chǎn)生更多的熱量；核燃料包殼采用化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn) 定，耐輻射、耐高溫、耐腐蝕、傳熱性能優(yōu)良的鋯合金制造，防止核燃料組件破 壞，放射物質(zhì)流入反應(yīng)堆一回路中；（2 2）回路壓力邊界。該壓力邊界主要由反應(yīng) 器外殼和一回路管道構(gòu)成。放射物質(zhì)一旦泄漏進入一回路中，即由厚度達數(shù)厘米 的金屬外殼防護，防止放射物質(zhì)進入反應(yīng)堆中；(3)(3)反應(yīng)堆安全殼。厚達 1m1m 左右 的鋼筋混凝土外殼將核島設(shè)備密封，作為核島的最后一道屏障，防止放射物質(zhì)擴 散至周圍環(huán)境中。最大限度地防止核事故對環(huán)境的影響。為使核防御策略在核安全受到威脅時有效地發(fā)揮作用，核電站廠內(nèi)外電源的 有效性十

6、分重要，廠用電源除確保核安全所需的關(guān)鍵設(shè)備有效工作外，還是核電 站常規(guī)島，如發(fā)電機、汽輪機安全的重要保證。廠用電源在以下幾個方面有重要 影響:(1)(1)停機停堆。核電站一旦發(fā)生事故，如與電網(wǎng)解列，為避免事故擴大，防止 核事故發(fā)生，將發(fā)電機組安全停機及將反應(yīng)堆安全停堆是首要的工作。將發(fā)電機 組安全停機的關(guān)鍵是機組的操作電源。機組的操作電源包括交流操作電源和直流 操作電源。這些電源將提供停機所需的開關(guān)操作電源、潤滑油泵電源、交流操作 電源及使機組安全停機的盤車電源。在盤車電源不可用時，應(yīng)人工盤車。核電站 的停堆是確保核安全的關(guān)鍵。只有可靠停堆，才能確保核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量最少, 避免發(fā)生堆芯熔化等嚴

7、重事故。在核反應(yīng)堆設(shè)計中，為確保在核電站失去廠用電 后，仍能實現(xiàn)停堆，采用通過失電釋放控制棒實現(xiàn)緊急停堆。而在廠用電可用的 情況下，可實現(xiàn)正常的停堆，也能實現(xiàn)快速停堆。(2)(2)余熱導(dǎo)出。僅將反應(yīng)堆停堆并不能保證核安全，必須將核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量 順利導(dǎo)出反應(yīng)器，即從一回路導(dǎo)至二回路，才能確保反應(yīng)堆的安全。在余熱導(dǎo)出 過程中，廠用電源非常關(guān)鍵，廠用電源確保了一回路和二回路安全功能有效工作。(3)(3)控制排放。 一旦發(fā)生反應(yīng)堆外殼破裂或一回路設(shè)備損壞的嚴重事故， 確保 安全殼的安全，防止放射物質(zhì)向環(huán)境不受控制地排放，必須進行有效地控制，包 括對反應(yīng)堆噴淋降壓及消污。在這個過程中，廠用電源必不可少

8、。此外，廠用電源還是大量控制設(shè)備可靠工作的基礎(chǔ)，因此，在核電站的安全 防護體系中，廠用電源的可靠性十分重要。1.21.2廠用電系統(tǒng)1.2.11.2.1電源基于上述的考慮，核電站的廠用電源設(shè)計采用高可靠性的原則，并作為核安 全規(guī)范的一部分。該規(guī)范中與外部電源相關(guān)的最基本的要求是:必須設(shè)立彼此獨立的廠外電源和廠內(nèi)電源，以確保對電廠安全有重要影響的 設(shè)備的供電；廠外電源必須由至少 2 2 個物理上獨立的電路將電網(wǎng)聯(lián)接到廠用安全 母線上。圖 1 1 是大亞灣核電站廠用電系統(tǒng)（6 6 . . 6kV6kV 及以上部分）的示意。在該核電站中,用高壓變壓器，向 2 2 段 6 6. 6kV6kV 廠用供電母線供電；（2 2）接于 220kV220kV 線路的 2 2 組輔 助變壓器，分別向另外 2 2 段 6 6. 6kV6kV 廠用供電母線提供備用；（3 3）2 2 組 100100%互為備 用的廠內(nèi)柴油發(fā)電機，向核電站提供應(yīng)急電源。圖 1 1 大亞灣核電站廠用電系統(tǒng)（6 6 . 6kV6kV 以上部分）示意圖該廠用電供電系統(tǒng)的設(shè)計完全滿足規(guī)范的要求：核電站廠用電在500kV500kV 電網(wǎng)可用時，完全由廠用高壓變壓器供電。而220kV220kV 輔助電源即提