核级应急柴油发电机组设计

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1、86中国内燃机学会2008年学术年会暨大功率柴油机分会六届二次联合学术年会论文集核级应急柴油发电机组设计程新和徐荣(陕西柴油机重工有限公司核电项目部713105)摘要：核级应急柴油机组主要应用于在突发事件下(如：地震、外网失电)为反应堆提供应急电源，在这方面目前国内才刚刚起步。本文主要介绍核电厂应急柴油发电机组的燃油、滑油、冷却水、启动、排气等各大系统的设计以及辅助系统设备分级，为该设备完全国产化提供一定的参考。关键词：核电厂；发电机组；地震Abstract：Nuclearsafetyclass

2、emergencydieselgeneratingsetsfunctionaspowersupplyinemergencycasessupplyingpowertoequipmentinnuclearislandofnuclearpowerplant．ThedesignofnuclearEDGsetsispresentlystillatitsearlystageinChina．Thispapermainlyintroducesthedesignoffuelsystem，lubeoilsystem

3、，coolingwatersystem，startingsystemandairintake／gasexhaustsystemofnuclearEDGsetsandclassificationofauxiliaryequipmentofEDGsetsandCanbetakenasareferenceduringtheresearchoffullylocalizationofthenuclearEDGsets．KeyWords：NuclearPowerPlant，Dieselgeneratings

4、ets，earthquake随着21世纪新能源的开发，核能的利用变得更加广泛，目前中国已经有秦山、大亚湾、田湾等核电站投人商业运营，还有红沿河、方家山等项目在建。但是在我国大力发展核电的同时，如何保障在任何突发事件下(如：地震、外网失电)核电站的安全运行也成了我们关注的重点。在这方面国际一般采用应急柴油发电机组作为备用电源，在地震发生全厂失电时紧急启动应急柴油发电机组，保障核反应堆安全停堆。本文主要讨论核级应急柴油发电机组各大系统设计及各大系统辅助设备分级。1发电机组总体设计根据核电站应急电源设

5、计要求，应急柴油发电机组的设计必须考虑以下条件：序号设计条件机组在40年运行期内至少具备启动40001次的能力(除非另有规定)机组在40年运行期内至少具备运行4000h2的能力(除非另有规定)该设备安装的环境(最高、最低温度／湿度及3其持续时间和年平均温度)机组在40年运行期内_y射线累积剂量为41×104rad(除非另有规定)5设备安装楼层的地震响应谱6反应堆安全停堆负荷特性7柴油机进口的空气质量(盐、砂等含量)序号设计条件当地大气压力(需考虑天气原因如：龙卷风8的降压、持续时间和大小9燃油的

6、型号和质量10电厂用水的质量11火灾的影响1．1机组瞬态加载特性为了满足在突发事件发生后反应堆能够安全停堆，要求应急柴油机组在接到启动信号10秒内达到额定转速，在45秒内加载反应堆停堆所需的全部载荷。在机组设计最初设计时，必须根据反应堆安全停堆负荷特性对机组的启动及瞬态加载能力进行计算模拟。1．2机组抗地震计算／试验为了保障在突发事件发生后应急柴油机组能够正常为反应堆提供电源，应急柴油机组必须能够承受当地可能发生的最大的地震波冲击。在机组设计最初设计时，必须对柴油机、发电机以及与柴油机正常运行相

7、关的辅助设备根据各设备安装楼层的楼面响应谱进行抗地震计算模拟。如设备制造商已经通过抗地震计算(或试验)，该设备在机组设计时可以不予考虑。为了防止有害振动的传递，所有设备之间的连接需采用挠性管连接，核级设备之间的管段及其附件同样也必须进行抗地震计算，保证在承受核级应急柴油发电机组设计地震波冲击后能够正常工作。1．3机组振动及机组扭振1．3．1机组振动由于柴油机属于往复式机械，为了降低柴油机振动及对周围设备的机械振动影响，在机组设计时，必须对柴油机组进行振动计算并安装弹簧阻尼减震器。1．3．2机组扭

8、振为了保证柴油机组运行时轴系安全，需要对机组轴系扭转振动进行计算，保障在运行区域内柴油机轴系应力不超过其许用应力。1．4冗余设计为了保障机组的运行安全，在机组系统设计时需要考虑必要的冗余设计。2燃油系统设计由于核级应急柴油发电机组属于应急状态下使用，所以不考虑经济性问题，一般都是采用轻柴油作为燃料，在燃油系统上也不必像负荷电站那样需要安装流量计。核电厂主储油罐容量一般要求能满足机组在满负荷下连续运行7天。日用油箱容量要能保证机组满负荷运行4小时。为了增加系统的可靠性，从主储油箱到日用油箱之间利用