2-3. Примеры построения схем собственных нужд АЭС с реакторами различных типов.
Как было показано в предыдущих разделах, на структуру схемы питания собственных нужд решающее влияние оказывает: число турбогенераторов на блок, тип главного циркуляционного насоса, необходимость использования энергии выбега турбогенераторов, мощность, потребляемая потребителями I и II групп при аварийном обесточивании.
Рис. 2-13. Принципиальная схема питания собственных нужд блока с водо-водяным энергетическим реактором мощностью 400—500 МВт при использовании ГЦН бессальникового типа
1 — турбогенераторы блока; 2 — вспомогательные генераторы с. н.; 3 — рабочие трансформаторы с. н.; 4 — пускорезервные трансформаторы с. н.; 5 — рабочий дизель-генератор; 6— резервный дизель-генератор; 7—трансформатор сети надежного питания; 8 — трансформатор СУЗ и компенсаторов объема; 9 — блочные трансформаторы 6/0,4 кВ; 10 — общестанционный трансформатор 6/0,4 кВ; 11— резервный трансформатор 6/0,4 кВ; 12 — трансформаторы объединенного вспомогательного корпуса; 13 — обратимые двигатель-генераторы; 14 — аккумуляторные батареи; 15 — сеть надежного питания II группы; 16 — сеть надежного питания I группы
На рис. 2-13 приведена схема питания с. н. блока с водоводяным энергетическим реактором (табл. П-1—П-5) оборудованным малоинерционными ГЦН бессальникового типа, неустойчивым при затягивании отключения близких коротких замыканий в энергосистеме. Реактор требует сохранения на выбеге при аварийном расхолаживании не менее 2/3 (4 из 6) общего числа ГЦН. В соответствии с этим применена схема включения ГЦН, рассмотренная ранее на рис. 2-2, в, обеспечивающая наиболее благоприятные условия для реактора. В схеме используется энергия выбега турбогенераторов. Пускорезервный трансформатор может быть включен в любую точку схемы, в том числе и на шины высокого напряжения АЭС.
Схема сети надежного питания выполнена в соответствии с принципами, изложенными при рассмотрении рис. 2-6,6. Резервный трансформатор 6/0,4 кВ, резервирующий также и трансформатор сети надежного питания, при пуске первого блока включен на секцию 2Б2 (надежного питания), поскольку от нее не питаются другие рабочие трансформаторы 6/0,4 кВ.
На рис. 2-14 приведена более прогрессивная схема питания механизмов собственных нужд на примере схемы для канального кипящего реактора (табл. П-6—П-10) мощностью 1000 Мет с двумя турбогенераторами на блок и ГЦН с большими маховыми массами. В этом случае для присоединения ГЦН используется схема, аналогичная изображенной на рис. 2-2, а, а надобность в использовании вспомогательных генераторов собственных нужд и энергии выбега турбогенераторов отпадает благодаря большим маховым массам ГЦН и усовершенствованию технологической схемы, допускающей переход на естественную циркуляцию уже через несколько секунд после срабатывания аварийной защиты I рода. Сеть надежного питания выполнена по принципу, изложенному при рассмотрении рис. 2-6, а, т. е. без гальванической связи между секциями надежного питания. В первом блоке резервный трансформатор 6/0,4 кВ присоединяется к резервной магистрали 6 кВ с последующим переключением к одной из секций 6 кВ второго блока. Схема рис. 2-14 относится к случаю двух турбогенераторов на блок, при моноблоке она выглядит аналогично, за исключением того, что второй рабочий трансформатор с. н. присоединяется не в виде ответвления ко второму турбогенератору, а к распределительному устройству высокого напряжения АЭС или одной из подстанций системы.
На рис. 2-15 приведена схема питания собственных нужд быстрого реактора с жидкометаллическим теплоносителем мощностью 600 МВт (см. табл. П-11). Хотя в первом и втором контурах применены центробежные натриевые насосы с большими маховыми массами, в схеме предусмотрено использование энергии выбега турбогенераторов для повышения надежности теплосъема при аварийном расхолаживании.
Рис. 2-14. Принципиальная схема питания с. н. блока с канальным реактором мощностью 1000 МВт при использовании
ГЦН с большими маховыми массами: 1 — турбогенераторы блока; 2 — рабочие трансформаторы с. н.; 3 — пускорезервные трансформаторы с. н.; 4 — рабочий дизель-генератор; 5-резервный дизель-генератор; 6 — трансформаторы сети надежного питания; 7 — трансформаторы машинного зала, 8 — трансформаторы вентиляционного центра, 9 — трансформаторы реакторного цеха; 10— резервный трансформатор 0,4 кВ; 11— трансформатор мастерских и химводоочистки; 12 — трансформатор компрессорной; 13 — трансформатор ОРУ; 14 — обратимые двигатель-генераторы; 15 — аккумуляторные батареи; 16 — сеть надежного питания II группы; 17 — сеть надежного питания I группы
Рис. 2-15. Принципиальная схема питания с. н. блока с быстрым энергетическим реактором мощностью 600 МВт
1 — турбогенераторы блока; 2 — рабочие трансформаторы с. н.; 3 — резервный трансформатор с. н.; 4 — рабочий дизель-генератор; 5 — резервный дизель-генератор; 6 — трансформаторы сети надежного питания; 7 — рабочие трансформаторы с. н. 6/0,4 кВ главного корпуса; 8 — резервный трансформатор с. н. 6/0,4 кВ, 9 — трансформаторы вентиляционного центра; 10 — трансформаторы вспомогательных сооружений; 11— трансформаторы 6/0,23 кВ обогрева жидкометаллических контуров; 12 — рабочий и резервный обратимые двигатель-генераторы; 13 — аккумуляторные батареи
Характерным для схемы является наличие генераторных выключателей, несмотря на то, что блоки не объединены электрически со стороны высокого напряжения трансформаторов. Это связано с необходимостью использования рабочих трансформаторов с. н. в качестве пусковых из-за большой доли нагрузки электрообогрева жидкометаллических контуров. При отсутствии таких выключателей мощность пускорезервного трансформатора примерно втрое превысила бы мощность рабочего трансформатора и, кроме того, возникли бы трудности при выборе аппаратуры в сети в связи с большой мощностью короткого замыкания в РУСН-6 кВ при питании от пускорезервного трансформатора.
Для сети надежного питания характерно то, что если дизель-генераторы включены по принципу схемы рис. 6-2, б, т. е. с гальванической связью между секциями с. н. 6 кВ при аварийном расхолаживании, то в дальнейшем в сети 0,4 кВ I и II групп и в сети постоянного тока применяется принцип схемы рис. 2-6, а и трансформаторы надежного питания 6/0,4 кВ также дублируются. Схема на рис. 2-5 отличается от схем на рис. 2-13, 2-14 наличием большого количества трансформаторов собственных нужд 6/0,23 кВ для электрообогрева жидкометаллических контуров.
Как и на ТЭС, на АЭС при использовании турбогенераторов мощностью 200 МВт и выше в целях уменьшения мощности короткого замыкания в цепи с. н. 6 кВ и повышения надежности электроснабжения применяются трансформаторы с расщепленными обмотками, но в отличие от схем ТЭС, где на каждый блок обычно применяют две секции 6 кВ, на АЭС на каждый турбогенератор число секций 6 кВ возрастает по крайней мере до трех при отсутствии турбогенераторов собственных нужд (рис. 2-14, 2-15) или до четырех при их наличии (рис. 2-13). Как видно из приведенных схем, дополнительные секции используются для подключения вспомогательного генератора собственных нужд и дизель-генераторов (или газотурбинных установок), являющихся источниками надежного питания потребителей II группы.
В нормальном режиме секции генератора собственных нужд и секция, подключенная к одной из расщепленных обмоток трансформатора, работают раздельно, но могут быть объединены с помощью секционного выключателя при повреждении одного из источников (рис. 2-13). Наоборот, секции, к которым подсоединена вторая расщепленная обмотка и дизель-генератор, в нормальном режиме работают при замкнутом секционном выключателе, но разделяются при возникновении режима аварийного расхолаживания (рис. 2-13, 2-14, 2-15).
Как и на ТЭС, нагрузка на секции собственных нужд 6 кВ состоит из электродвигателей мощностью более 200 кВт и трансформаторов 6/0,4 кВ (табл. П-1, П-6, П-11).
