移動電源車在核電廠的應用探討

房建成

摘 要：“福島核電站事故”后，核電的安全性引發了社會的廣泛關注，通過對移動電源車的研究和應用，提高了核電廠的安全水平。本文首先介紹了移動電源車在核電廠的產生背景，并結合移動電源車的特點，闡述了移動電源車在核電廠的應用范圍，并結合核電廠的運行環境，對移動電源車的特殊要求進行描述，為移動電源車在核電廠的推廣應用提供了經驗。隨著中國“十三五”規劃的推出，將穩步推行核電建設，移動電源車在核電廠的應用有更廣闊的前景。

關鍵詞：電源車 柴油發電機組 核電廠 應急供電

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0230-01

由于中國長期燃燒化石燃料，導致中國成為SO2和CO2等排放的大國，環境污染問題日益嚴重[1]。發展清潔能源迫在眉睫，積極發展核電是中國能源發展的戰略選擇。

但在2011年3月，由里氏9.0級地震并發海嘯引起了日本福島核電站核事故，該核事故得以擴大并造成如此大的影響，海嘯將核電站的固定式應急柴油發電機組淹沒導致核電站喪失廠內外交流電源是重要原因之一。雖然這種嚴重超設計基準的地震及海嘯在未來難以重現，但是卻使核電人士意識到核電廠除應配備固定式應急柴油發電機組外，也要配備移動式的應急柴油發電機組，即移動電源車，以便在核電廠全廠斷電工況下為負荷供電，避免核事故或者降低核事故造成的損失[2]。

1 移動電源車簡介

移動電源車是由汽車底盤、柴油發電機組、降噪車廂、輸配電及操控系統、進排氣消聲系統、照明系統、液壓支撐系統等組成。其主要任務是將汽車與所搭載的柴油發電機組等設備進行有機的結合，充分利用汽車有限的空間實現科學合理的布局、設備優化選型及合理搭配等，并重點解決好車輛改裝后的安全性、穩定性及可操控性、設備的可靠性及可維護性、系統的減震降噪及通風散熱等問題，使最終產品可以符合用戶應急供電的實戰使用需求[3]。

2 移動電源車在核電廠的應用范圍

2.1 為電動輔助給水泵供電

電動輔助給水泵屬于核電站專設安全設施，其安全作用是在主給水系統的任何一個環節發生故障時，作為應急手段向蒸汽發生器二回路側供水，使一回路維持一個冷源，排出堆芯余熱。因此，在核電廠事故工況下，移動電源車可為電動輔助給水泵及其運行所需要的控制電源恢復供電，緩解事故后果，并為恢復廠內外交流電源提供時間窗口。

2.2 為低壓安注泵供電

低壓安注泵屬于核電站專設安全設施，其主要安全作用為在反應堆冷卻劑系統（RCP）壓力低于低壓安注泵壓頭時，向RCP系統注水。因此，通過移動電源車為其供電，可保障事故工況下，低壓安注泵能夠持續向RCP系統注水，排出堆芯熱量。

2.3 為設備冷卻水泵供電

設備冷卻水系統對核島所有需要冷卻的設備提供設備冷卻水，并通過熱交換器將熱量傳遞給最終冷源——海水。在事故工況下，通過移動電源車對設備冷卻水泵供電，為設備冷卻水系統提供動力，保障設備冷卻水系統可充分將設備冷卻。

2.4 為不間斷電源系統供電

不間斷電源系統為核電廠控制室和關鍵負荷供電。在全廠失電情況下，不間斷電源系統通過蓄電池能夠保證8 h左右供電，為滿足核電廠全廠失電后的長期監控需要，需要通過移動電源車保證不間斷電源系統的運行。

2.5 為應急照明供電

通過移動電源車可為供電線路受損的廠房及場所提供應急供電，也可通過移動電源車自帶的照明設備為現場臨場指揮提供照明。

3 核電廠對移動電源車的特殊要求

核電廠系統復雜，對設備質量及功能要求高，對移動電源車也不例外。結合核電廠對設備質量及運行環境要求，總結出以下對移動電源車的特殊要求。

3.1 配置及功率要求

根據國家法規要求，各核電站至少配置一臺中壓移動電源車和一臺低壓移動電源車，并分別按照一臺輔助給水泵及一臺低壓安注泵的負荷考慮電源車的容量[4]。同時，考慮柴油發電機組需要定期試驗以保證其性能，因此建議配備一臺獨立的假負載，用于定期做帶載試驗。其中，低壓移動電源車必須滿足核電廠安全參數的監測和控制，必要的通訊、通風和照明及其他臨時設施的負荷需求，建議容量在400 kW以上。中壓移動電源車必須滿足容量較大的輔助給水泵直接啟動的需要，建議選擇容量較小的柴油機配合容量較大的發電機的方式，可以滿足核電廠直接啟動大容量電動機的啟動電壓降等要求，以解決柴油機容量太大不能做成移動電源車的難題，建議柴油發電機容量在1800 kW以上，發電機容量在2600 kW以上。

3.2 惡劣運行環境要求

3.2.1 臺風、暴雨

核電廠移動電源車必須接受嚴酷的淋雨試驗，且通過自身的液壓支撐裝置，確保在臺風、暴雨天氣中，移動電源車保持平穩，通風孔、門、窗等漏雨量滿足標準要求，不影響柴油發電機組的正常運行。

3.2.2 高、低溫

核電廠移動電源車必須能夠在暴曬環境及相應地區設計最低溫度下，柴油發電機組能夠順利啟動。建議低溫啟動措施設置為缸套水預熱裝置，冷卻水中加入防凍液等。

3.2.3 夜晚

電源車車頂配置全方位旋轉的升降照明燈，并提供遙控裝置，不用時收折固定，使用時升到一定高度，并可360°旋轉，可以滿足夜晚照明要求。

3.3 其他特殊要求

3.3.1 在線補油

在線補油要求移動電源車自帶補油泵，可直接從油桶、油池及油管補油。為避免過補油，油位高時自動停止補油，并帶油位高低報警。

3.3.2 啟動要求

柴油發電機啟動蓄電池容量應能夠保證機組啟動6次而不需要再充電，啟動蓄電池應選擇知名品牌，其蓄電池壽命不能低于5年。

3.3.3 潤滑油

機組潤滑油量應能夠保證7 d連續運行而無需補油，潤滑油系統的設計應允許在線補油。潤滑油壓力低時能夠產生報警，以便及時補油。

3.3.4 保護閉鎖要求

機組需要設置應急/試驗選擇裝置，以便機組在應急運行時，閉鎖除柴油機超速保護外的其他常規停機聯鎖保護。

4 結語

在中國積極發展核電等清潔能源的大背景下，進一步提高核電廠的安全水平已成為社會的焦點。移動電源車作為國家核應急救援隊的主要設備之一，以其良好的機動性及功能性，可在核電廠事故工況下為相關應急安全設備提供穩定的電力供應，可在復雜條件下突擊搶險和緊急處置任務中發揮著重要作用，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 葉奇蓁.后福島時期我們國核電的發展 [J].中國電機工程學報，2012（1）：14-15.

[2] 張琳，李文宏，楊紅義.福島核事故后核電廠安全改進行分析[J].原子能科學技術，2014（3）：486-491.

[3] 張笛，李云峰.移動電源車行業探析[J].科技創業月刊，2014（1）：50-51.

[4] 國家核安全局.福島核事故后核電廠改進行動通用技術要求（試行），國核安發[2012]98號[Z].