ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЯЭУ
13.1. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЖД БЛОКА
На блоках АЭС имеется большое количество различного рода механизмов и устройств, которые для нормальной работы необходимо обеспечить электрической энергией К ним относятся механизмы собственных нужд (главные циркуляционные, питательные и другие насосы, вентиляторы и т. п.), двигатели электроприводов запорных и регулирующих органов, устройства контроля и управления. Для снабжения всех этих потребителей на блоке организуется электрическая сеть собственных нужд. В процессе работы блока возможны различного рода аварии как в сети собственных нужд блока, так и в сети, в которую выдается энергия. Эти аварии могут привести к перерывам или даже прекращению питания потребителей, что может вызвать серьезные повреждения агрегатов блока вплоть до их полного разрушения. Например, одновременное прекращение работы всех ГЦН даже при срабатывании АЗ и прекращении цепной реакции приведет из-за наличия остаточных тепловыделений (см. § 3.4) к расплавлению активной зоны реактора. Также недопустимы перерывы в работе устройств, осуществляющих контроль мощности реактора и срабатывание аварийной защиты. Поэтому принимаются специальные меры, задачей которых является организация питания ответственных потребителей собственных нужд таким образом, чтобы исключить возможность их полного обесточивания при всех реальных неисправностях в электрических сетях. Для этого наиболее ответственные потребители подсоединяются к автоматизированной резервированной сети надежного питания. Наличие сети надежного питания позволяет при возникновении маловероятных аварий, связанных с нарушением электроснабжения блока, обеспечить вращение ГЦН до момента, когда мощность снизится настолько, что ее можно будет отвести с помощью естественной циркуляции. Обеспечивается также работа питательных насосов, подающих воду в парогенераторы, что необходимо для отвода остаточных тепловыделений после прекращения цепной реакции. От сети надежного питания питаются устройства систем управления.
Так как сети надежного питания достаточно сложны и дороги, для снижения их мощности все потребители энергии на АЭС разбиваются на категории в зависимости от требований, которые предъявляются к надежности их электроснабжения. Каждая категория питается от своих сетей. К первой категории относятся потребители, не допускающие перерывов питания более 1 с, ко второй—потребители, допускающие перерыв питания до 3 мин с обязательным восстановлением питания, к третьей — остальные потребители. Благодаря этому удается понизить мощность источников питания наиболее надежных сетей первой и второй категорий.
От сети первой категории надежности питаются устройства СУЗ, электроприводы задвижек, осуществляющих переключения в технологических схемах в аварийных ситуациях, большинство контрольно-измерительных приборов и устройств автоматики, управляющая вычислительная система, устройства системы дозиметрии, часть аварийного освещения, ряд вспомогательных механизмов собственных нужд. Обычно мощность сети собственных нужд первой категории недостаточна для того, чтобы питать все ГЦН реактора в течение длительного времени. Поэтому ГЦН подключаются к различным источникам питания, что практически исключает внезапную одновременную остановку всех ГЦН. В случае применения ГЦН с большими маховыми массами, которые обеспечивают минимальную циркуляцию в течение некоторого времени после полного прекращения питания, их можно отнести к третьей категории.
К сетям второй категории подключаются механизмы собственных нужд, обеспечивающие аварийное расхолаживание реактора, часть аварийного освещения и другие потребители.
Для обеспечения необходимой надежности сетей первой и второй категорий они питаются от различных источников, одновременный выход из строя которых практически невозможен. В качестве таких источников используются трансформаторы собственных нужд, питающиеся от энергосистемы; специальные генераторы собственного расхода (ГСР), вращающиеся от вала основного генератора; основные турбогенераторы, отключаемые от энергосистемы при авариях в ней; дизель-генераторы, автоматически запускаемые за время 0,5—2 мин при авариях энергоснабжения; аккумуляторные батареи; генераторы средней мощности на близкорасположенных ГЭС (или ТЭС), не подключаемые к энергосистеме, а работающие только на сети собственных нужд данной АЭС.
Система автоматики основных турбогенераторов и ГСР выполняется таким образом, что они способны вырабатывать электроэнергию в течение некоторого времени после срабатывания стопорного клапана турбины, используя механическую энергию вращения роторов турбины и генератора («механический выбег»). Возможна также выработка электроэнергии при срабатывании АЗ реактора за счет тепловой энергии, накопленной в парогенераторе и паропроводах («тепловой выбег»). Использование теплового и механического выбега позволяет питать ГЦН и другие потребители в первые моменты после аварии.
