[发明专利]反应堆冷却剂再循环泵驱动用电源系统

说明书

本发明涉及改进型沸水堆中的反应堆冷却剂再循环泵驱动用电源系统，特别是涉及设备结构简单、能够在设备故障方面保持高可靠性的装置功能的反应堆冷却剂再循环泵驱动用电源系统。

在改进型沸水堆(Advanced Boiling Water Reactor，以下简称ABWR)的发电装置中，要采用多台(例如，10台)反应堆冷却剂再循环泵(ReactorInternal Pump，以下简称RIP)，使反应堆的反应堆冷却水(冷却剂)进行再循环。这些RIP被设置在ABWR型的反应堆内，采用直接使反应堆冷却水(冷却剂)进行循环的内部再循环方式。

由于通过上述RIP进行循环的冷却剂的循环量对反应堆的堆心的反应度有影响，所以利用这种影响，可以通过控制RIP循环的冷却剂的量的办法来控制反应堆的输出。另外，在因意外原因使RIP停运时，就会对反应堆冷却剂再循环系统(Reactor Recirculation System，以下称RRS)的完整性有所影响，也会成为发电装置停运的原因。因此，驱动RIP的反应堆冷却剂再循环泵驱动用电源系统的结构必须在能够控制RIP的流量的同时，可以以很高的可靠性维持装置功能，以防止构成电源系统的设备故障。

现以图35展示现有改良型沸水反应堆原子能发电装置的反应堆冷却剂再循环泵驱动电源系统的结构。在图35中所示的反应堆冷却剂再循环泵驱动电源系统中，RRS共有10台再循环泵RIP，每台再循环泵RIP设有静止型可变频电源装置(Adjustable Speed Drive，以下简称ASD)。静止型可变频电源装置ASD通过改变电源的频率进行RIP的速度控制，就能通过调节堆心的流量，实现对反应堆输出的控制，这就是一般所采用的变频方法。

在现有的反应堆冷却剂再循环泵驱动用电源系统中，10台再循环泵RIP按5台一组，分为两组，与两条常用母线A、B连接。常用母线A、B是向再循环泵RIP等的发电装置的辅助电机供电的电线，通过自用变压器HT连接在主电源系统2上。常用母线A、B设置有，例如封闭式配电盘(Metal enclosed switchgear，M/C)，使得在可以连接再循环泵RIP等以外，还可以连接图35未示的反应堆给水泵等的发电用辅助电机。

常用母线A、B都直接连接两台静止型可变频率电源装置ASD，同时还通过MG装置3连接在三台静止型可变频率电源装置ASD。MG装置3通常是由电动机M和附有惯性轮FW的发电机构成的。该MG装置3能够通过驱动电动机，使附有惯性轮FW的发电机G旋转，由其向再循环泵RIP供电。

自用主电源系统2是用由反应堆的蒸汽驱动发电的主发电机SG供电。向自用主电源系统2提供的电力，除了通过自用变压器HT向再循环泵RIP供电以外，还通过送电用变压器MT向外部输电线送电。

如果采用现有的改良型反应堆原子能发电装置的反应堆冷却剂再循环泵驱动电源系统，则由主发电机SG发电产生的电力，通过自用变压器HT、常用母线A、B和MG装置2等提供给电力静止型可变频率电源装置ASD，再通过电力静止型可变频率电源装置ASD控制电压的频率，就能够控制RIP的旋转速度。因此，通过调节通过炉心的冷却剂流量，就可以控制反应堆的输出。

另外，还能够防止由于构成反应堆冷却剂再循环泵驱动电源系统的MG装置3和静止型可变频率电源装置ASD等单机出现故障而使4台以上的再循环泵RIP同时停运。

但是，在上述现有的反应堆冷却剂再循环泵驱动电源系统中，对每一台再循环泵RIP设置了一台驱动用的静止型可变频率电源装置ASD。因此，设备的结构复杂，成本也很高。另外，在现有系统的结构中，由于一台静止型可变频率电源装置ASD故障而停止的再循环泵RIP只限于一台，其影响小，但是由于静止型可变频率电源装置ASD的台数多，从而使设备的投资增高。出于这样的原因，至今一直要求要尽可能简化反应堆冷却剂再循环泵驱动电源系统的设备结构。

另外，如果采用上述现有的反应堆冷却剂再循环泵驱动电源系统，则在遇到一台MG装置出现故障时，就会使3台再循环泵停运。但是，当有3台以上的RIP同时停运时，就难以100％地确保ABWR的冷却剂的堆心流量，从而招致原子能发电装置的额定输出降低。

出于上述的原因，特别在沸水反应堆的开发上，过去有这样的要求：限制RIP同时发生故障在2台以下，认为在RIP2台停运(8台运转)以内可以保证反应堆100％的无故障的堆心流量，从而使原子能发电装置能够维持其额定输出。