三门核电核岛区域检修电源问题分析及处理

引言

按照西屋的设计,三门核电一期工程核岛区域检修电源有两类:墙插和焊接箱。其中墙插的电源性质为单相电源,且使用功率不能超600w:而焊接箱为CooPERCrouse-Hinds焊接箱,使用容量有60A,但电源性质为三相焊机电源,无零线,无法提供单相电源。这些问题极大地限制了维修服务工器具的使用。随着系统移交投产,核岛区域的临时配电盘陆续撤出,该区域检修用电需求渐渐得不到满足,此问题成为业主关注的重点。

1检修电源问题分析

对目前核岛区域现有可用的两种检修电源进行分析。墙插电源,由于容量限制,无扩展性可能,不予考虑。焊接箱容量较大,唯一不足是该设备无零线,无法满足单相维修服务工具的使用。可考虑加装△/Y转换变压器进行改进,实现提供单相电源的目的。另外,也可考虑从核岛MCC备用断路器取电,直接增加大容量检修电源箱。

加装转换变压器的方法可直接利用现存的CooPERCrouse-Hinds焊接箱电源,对原设计基本无改动,但变压器设备昂贵,体积大。从核岛MCC备用断路器取电的方法最简单,但要占用备用断路器间隔,并拉设电缆。均衡考虑以上两种思路的优缺点,按照核岛区域检修电源需求规划,考虑核岛区域MCC备用断路器配置情形,兼顾对原核岛电源设计改动最小化原则,可在核岛辅助厂房采用加装转换变压器的形式,而在核岛附属厂房采用新设检修电源箱的形式。

2检修电源设计优化方案

2.1核岛辅助厂房检修电源设计优化方案

核岛辅助厂房为较核心的区域,设备繁多。为尽量减少设计改动,对确有需求的地方增加电源转换箱。电源转换箱中含转换变压器和插座。

电源转换箱的容量受焊接箱容量限制,设计为60A,配2个三相工业插座（32A、20A）和3个单相普通插座（均为15A）输出。为保证全厂维修工具使用的普适性,所有输出插座的型号与厂内其他区域一致。考虑焊接箱的容量及预留裕量,电源转换箱内变压器容量设计为45kVA,绝缘等级不低于3kV[1]。电源转换箱具体接线设计如图1所示。电源转换箱安装区域为辅助厂房,该厂房有部分区域属严酷环境,需考虑辐照影响。对于严酷环境中的电源转换箱,要求内部的电缆采用耐辐照类型,同时外壳加厚为4mm。

由于电源转换箱含有变压器,鉴于变压器容量及绝缘等级限制,在1号机设备到货后仍发现箱体体积较大,安装比较困难。

在对辅助厂房内安装条件重新评估后,在维持检修电源可接受的水平上,对电源转换箱进行设计优化。将电源转换箱中变压器容量降为30kVA,同时将输出插座部分移至变压器箱。此外,还对电源转换箱的安装形式进行了优化。优化后,箱体体积减小近1/3,重量减轻100kg,满足安装和使用的需求。

2.2核岛附属厂房检修电源设计优化方案

核岛附属厂房空间大,MCC分布较多,为此可采用新设检修电源箱的方法。此外,由于附属厂房与辅助厂房相连,在靠近辅助厂房的区域可设计一些检修电源箱,以满足辅助厂房使用的检修工器具需求。

检修电源箱为新增设备,需占用MCC备用断路器间隔,且需要考虑电源电缆敷设路径。检修电源箱的容量设计为90A,配3个三相工业插座（63A、32A、20A）和3个单相普通插座（均为15A）输出。为保证全厂维修工具使用的普适性,所有输出插座的型号与厂内其他区域一致。具体检修电源箱接线设计如图2所示。检修电源箱安装区域为附属厂房,属和缓环境,不需考虑辐照影响。

由于核岛区域的MCC备用电源间隔较少,且断路器容量较低,因而考虑使用备用

电动机间隔。但该类型间隔不配备零线输出,考虑对之进行改造,增加零线专用一次插,此后电动机间隔可以实现电源间隔的功能。另外,由于核岛区域的MCC母线配备柴油机作为备用电源,而电动机间隔均配有接触器,当母线失电后自动断开回路,不会影响柴油机带载能力。改造后的抽屉同时具备了电动机间隔的优点。

核岛区域的MCC共22段,其低压柜均采用ABB同一批次的MNS3.0型号,同种类型的低压柜,同模数抽屉具有互换性。同时,焊接箱、检修箱等非连续性负荷的需求因子为0,即便增加了检修电源箱,也对MCC母线段的裕量无影响。基于此,再考虑施工量、电缆路径等因素,电源间隔抽屉可视检修电源箱位置适当互换,以便离检修电源箱的安装位置最近。

3结论

三门核电一期核岛区域检修电源设计优化,虽说已完成实施,但从人力成本、设备采购等方面考虑,花费较大。据此,对后续工程中检修电源的设计和施工提出如下建议:

(1）建议今后工程中检修电源必须一次性设计完善。检修配电盘应该具备足够的容量,并能提供各种类型检修电源,满足维修服务工器具要求,并避免采用焊接箱。

(2）如果必须进行检修电源二次改造,从成本精益、施工难度角度考虑,应尽量减少电源转换箱设置数量。建议对将来维修活动的电源需求进行精确的综合评估。如果某个区域检修电源需求不大,可以使用小容量、轻便的移动转换箱来代替。