连锁控制式核电厂直流系统的制作方法

1.本发明涉及核电厂用电系统技术领域，尤其涉及一种连锁控制式核电厂直流系统。


背景技术：

2.核电厂直流系统是核电厂的重要后备电源系统，对于核电厂的安全运行具有重要作用，直流系统包括多列供电系统，而每一列供电系统包括充电器、蓄电池和若干切换开关等。
3.核电厂直流系统的主要功能是在正常电源失电后，由蓄电池向需要不间断供电的设备持续供电。但在相关技术中，直流系统存在无法避免故障列与正常列中的蓄电池出现并联输出的情况，容易造成系统故障，而且，现有切换开关的控制方案容易引起误操作，存在安全性及可靠性低的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，提供一种连锁控制式核电厂直流系统。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种连锁控制式核电厂直流系统，包括：
6.多列直流供电系统，每一列所述直流供电系统包括第一供电及充电模块、直流系统蓄电模块，蓄电池进线开关、正常供电开关和备用供电开关；
7.备用列直流系统，其包括第二供电及充电模块、备用蓄电模块以及备用蓄电池进线开关；
8.所述蓄电池进线开关、正常供电开关、备用供电开关、备用蓄电池进线开关四个机械锁开关具有相同的锁芯，并配置三把可控制它们开合的锁匙，当其中一列所述直流供电系统发生设定故障时，可根据实际需求使用所述三把锁匙与所述四个机械锁开关配合，以使所述备用列直流系统替代出现故障的这一列直流供电系统供电。
9.优选地，在所述四个机械锁开关闭合时，将控制其闭合的钥匙锁住。
10.优选地，每一列所述直流供电系统还包括用于与多个负载连接并控制是否向相关负载供电的直流配电模块；
11.所述正常供电开关电连接在所述第一供电及充电模块的输出端与所述直流配电模块的输入端之间，以在所述第一供电及充电模块正常运行时闭合，使所述第一供电及充电模块为负载供电；
12.所述蓄电池进线开关电连接在所述第一供电及充电模块的输出端与所述直流系统蓄电模块之间，以在所述直流系统蓄电模块需要充放电时闭合，使所述直流系统蓄电模块充电或者作为应急电源为负载供电；
13.所述备用供电开关电连接在所述直流配电模块的输入端与所述备用列直流系统之间，以根据实际需求使所述第二供电及充电模块替代相应第一供电及充电模块供电和/
或所述备用蓄电模块替代相应直流系统蓄电模块供电。
14.优选地，每一列所述直流供电系统还包括放电试验开关和第一放电试验模块；
15.所述放电试验开关电连接在所述第一供电及充电模块的输出端与所述第一放电试验模块之间，以在需要进行放电试验时闭合。
16.优选地，所述第一和备用蓄电模块分别包括蓄电池。
17.优选地，所述备用列直流系统还包括备用列配电模块；
18.所述备用列配电模块的输入端电连接所述第二供电及充电模块的输出端，所述备用列配电模块的输出端根据实际操作电连接多列所述直流供电系统中的任一列；
19.所述备用蓄电池进线开关电连接在所述备用列配电模块的输入端与所述备用蓄电模块之间，以在所述备用蓄电模块需要充电或者需要替代所述直流系统蓄电模块供电时闭合。
20.优选地，所述备用列配电模块包括断路器抽屉，以及与所述多列直流供电系统一一对应的列供电回路；
21.各所述列供电回路的第一端电连接后作为所述备用列配电模块的输入端，各所述列供电回路的第二端与各所述直流供电系统一一对应电连接；
22.在其中一列所述直流供电系统发生所述设定故障后，可将所述断路器抽屉插入至对应列供电回路中并闭合。
23.优选地，所述备用列配电模块还包括第二放电试验模块和放电试验供电回路；
24.所述放电试验供电回路的第一端电连接所述备用列配电模块的输入端，所述放电试验供电回路的第二端电连接所述第二放电试验模块，在需要进行放电试验时，可将所述断路器抽屉插入至所述放电试验供电回路中并闭合。
25.优选地，所述第一和第二供电及充电模块分别包括充电器和充电器进线开关；
26.所述充电器的输入端电连接核电厂交流系统，所述充电器的输出端电连接所述充电器进线开关的第一端，所述充电器进线开关的第二端作为所述第一供电及充电模块或第二供电及充电模块的输出端；
27.在所述充电器故障或者所述核电厂交流系统失电时，所述充电器进线开关断开。
28.优选地，每一列所述直流供电系统还包括用于收纳蓄电池进线开关、正常供电开关、备用供电开关、直流供电系统包括的放电试验开关和所述第一供电及充电模块包括的充电器进线开关的第一直流开关柜；以及用于收纳所述直流供电系统包括的直流配电模块的直流配电柜；
29.所述备用列直流系统还包括用于收纳所述第二供电及充电模块包括的充电器进线开关、备用蓄电池进线开关和备用列配电模块的第二直流开关柜。
30.实施本发明的技术方案，通过三把锁匙控制四个具有相同锁芯的开关开合的设计,使得直流供电系统在正常运行期间，备用列直流系统无法与该列直流供电系统同时向外供电，可避免因误操作而导致某列直流供电系统与备用列直流系统并联输出；且在某列直流供电系统的第一供电及充电模块和/或直流系统蓄电模块故障时，在三把锁匙与四个机械锁配合下，可通过备用列直流系统在不断电状态下替代出现故障的那列直流供电系统供电，本系统还具有可靠性及安全性高的优点。
附图说明
31.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
32.图1是本发明一些实施例中连锁控制式核电厂直流系统的结构示意图；
33.图2是本发明一些实施例中直流供电系统的结构示意图；
34.图3是本发明一些实施例中备用列直流系统的结构示意图。
具体实施方式
35.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
36.本发明提供了一种连锁控制式核电厂直流系统，该系统可有效避免多个回路误合闸的情况发生，具有可靠性高、操作灵活的特点。如图1至3所示，该系统包括多列直流供电系统1，以及备用列直流系统2。
37.每一列直流供电系统1包括第一供电及充电模块11、直流系统蓄电模块12，蓄电池进线开关k1、正常供电开关k2和备用供电开关k3。
38.备用列直流系统2包括第二供电及充电模块21、备用蓄电模块22以及备用蓄电池进线开关ks1。
39.蓄电池进线开关k1、正常供电开关k2、备用供电开关k3、备用蓄电池进线开关ks1四个开关具有相同的锁芯，并配置三把可控制它们开合的锁匙，当其中一列直流供电系统1发生设定故障时，可根据实际需求使用三把锁匙与四个机械锁配合，以使备用列直流系统2替代出现故障的这一列直流供电系统1供电。
40.其中，设定故障包括第一供电及充电模块11故障和直流系统蓄电模块12故障。
41.在本实施例中，通过三把锁匙控制四个具有相同锁芯的开关开合的设计,使得直流供电系统1在正常运行期间(即对应为该列直流供电系统1中的第一供电及充电模块11正常运行以及直流系统蓄电模块12正常充电)，备用列直流系统2无法与该列直流供电系统1同时向外供电，可避免因误操作而导致某列直流供电系统1与备用列直流系统2并联输出；且在某列直流供电系统1的第一供电及充电模块11和/或直流系统蓄电模块12故障时，在三把锁匙与四个机械锁配合下，可通过备用列直流系统2在不断电状态下替代出现故障的那列直流供电系统1供电，本系统还具有可靠性及安全性高的优点。
42.在一些实施例中，在蓄四个机械锁开关闭合时，将控制其闭合的钥匙锁住，这样可以确保机械锁开关闭合时，锁匙被锁在相应的机械锁开关上，以避免工作人员因操作失误而利用钥匙控制其它无关机械锁开关闭合，因而导致直流系统故障，即可确保操作的正确性，避免不该合闸的回路误合闸。
43.在一些实施例中，如图2所示，每一列直流供电系统1还包括用于与多个负载连接并控制是否向相关负载供电的直流配电模块13。正常供电开关k2电连接在第一供电及充电模块11的输出端与直流配电模块13的输入端之间，以在第一供电及充电模块11正常运行时闭合，使第一供电及充电模块11为负载供电；
44.蓄电池进线开关k1电连接在第一供电及充电模块11的输出端与直流系统蓄电模块12之间，以在直流系统蓄电模块12需要充放电时闭合，使直流系统蓄电模块12充电或者作为应急电源为负载供电；
45.备用供电开关k3电连接在直流配电模块13的输入端与备用列直流系统2之间，以根据实际需求使第二供电及充电模块21替代相应第一供电及充电模块11供电和/或备用蓄电模块22替代相应直流系统蓄电模块12供电。
46.在一些实施例中，如图2所示，每一列直流供电系统1还包括放电试验开关k5和第一放电试验模块14。放电试验开关k5电连接在第一供电及充电模块11的输出端与第一放电试验模块14之间，以在需要进行放电试验时闭合。
47.在该本施例中，放电试验开关k5不参与备用直流系统的切换，也不受备用直流系统切换的影响，因此无论在备用直流系统替换情况下还是在正常运行期间，均可以通过第一放电试验模块14进行电池充放电试验，以提高电池充放电试验的灵活性。
48.在一些实施例中，如图2所示，直流配电模块13包括与负载一一对应的若干断路器k8。各断路器k8的第一端连接后作为直流配电模块13的输入端，各断路器k8的第二端可一一对应连接多个负载。
49.在一些实施例中，如图2和图3所示，第一和备用蓄电模块22分别包括蓄电池。
50.在一些实施例中，如图3所示，备用列直流系统2还包括备用列配电模块23。
51.备用列配电模块23的输入端电连接第二供电及充电模块21的输出端，备用列配电模块23的输出端根据实际操作电连接多列直流供电系统1中的任一列，以在需要时使第二供电及充电模块21替代第一供电及充电模块11供电和/或备用蓄电模块22替代直流系统蓄电模块12供电；备用蓄电池进线开关ks1电连接在备用列配电模块23的输入端与备用蓄电模块22之间，以在备用蓄电模块22需要充电或者需要替代直流系统蓄电模块12供电时闭合。
52.在一些实施例中，如图3所示，备用列配电模块23包括断路器抽屉k6，以及与多列直流供电系统1一一对应的列供电回路231。各列供电回路231的第一端电连接后作为备用列配电模块23的输入端，各列供电回路231的第二端与各直流供电系统1一一对应电连接；
53.在其中一列直流供电系统1发生设定故障后，可将断路器抽屉k6插入至对应列供电回路231中并闭合，以使备用列直流系统2可以为对应的直流供电系统1供电。
54.可选地，断路器抽屉k6为现有技术中抽屉式断路器，列供电回路231可以为断路器抽屉座。可以理解的，工作人员可根据需求将断路器抽屉k6插入到相应列供电回路231中，并通过控制断路器抽屉k6开合，来控制列供电回路231的通断。
55.在一些实施例中，如图3所示，备用列配电模块23还包括第二放电试验模块232和放电试验供电回路233。放电试验供电回路233的第一端电连接备用列配电模块23的输入端，放电试验供电回路233的第二端电连接第二放电试验模块232，在需要进行放电试验时，可将断路器抽屉k6插入至放电试验供电回路233中并闭合，以便备用蓄电模块22进行电池充放电试验(备用蓄电池进线开关ks1需闭合)。
56.需说明的是，第一和第二放电试验模块可以是现有技术中常用的可测试蓄电池性能的模块或电路。
57.在一些实施例中，如图2和图3所示，第一和第二供电及充电模块分别包括充电器1211和充电器进线开关k7。充电器1211的输入端电连接核电厂交流系统以获取交流电压，充电器1211的输出端电连接充电器进线开关k7的第一端，充电器进线开关k7的第二端作为第一供电及充电模块11或第二供电及充电模块21的输出端。另外，在充电器1211故障或者
核电厂交流系统失电时，充电器进线开关k7断开。其中，核电厂交流系统用于提供交流电压(一般为380vac)。
58.在一些实施例中，如图2和图3所示，充电器1211包括ac/dc转换单元和整流器。ac/dc变压单元和整流器配合，将交流电压转换为直流电压。
59.在一些实施例中，如图2和图3所示，每一列直流供电系统1还包括用于收纳蓄电池进线开关k1、正常供电开关k2、备用供电开关k3、直流供电系统1包括的放电试验开关k5和第一供电及充电模块11包括的充电器进线开关k7的第一直流开关柜3；以及用于收纳直流供电系统1包括的直流配电模块13的直流配电柜4；
60.备用列直流系统2还包括用于收纳第二供电及充电模块21包括的充电器进线开关k7、备用蓄电池进线开关ks1和备用列配电模块23的第二直流开关柜5。
61.在本实施例中，第一直流开关柜3和第二直流开关柜5主要收纳了可进行开合操作的机械锁开关(包括k1、k2、k3和ks1)，方便工作人员通过钥匙操作相关开关的开合，直流配电柜4主要收纳多个断路器k8，方便工作人员控制相应负载的供电通断。
62.在一些实施例中，如图2和图3所示，备用列直流系统2和每一列直流供电系统1分别还包括连接在充电器1211与核电厂交流系统之间的电源开关k9。
63.参见图2和图3，以其中一列直流供电系统1与备用列直流系统2配合为例，本发明的工作原理如下：
64.1、直流供电系统1在正常运行期间，蓄电池进线开关k1、正常供电开关k2和第一供电及充电模块11包括的充电器进线开关k7闭合，备用供电开关k3断开，蓄电池进线开关k1和正常供电开关k2将钥匙锁在对应锁孔内；备用蓄电池进线开关ks1和第二供电及充电模块21包括的充电器进线开关k7闭合，将直流供电系统1和备用列直流系统2中剩余的钥匙锁在备用蓄电池进线开关ks1中；此时，备用供电开关k3无法闭合，进而避免备用列直流系统2与该列直流供电系统1的误连接；
65.2、直流供电系统1的充电器需替代时，备用蓄电池进线开关ks1和第一供电及充电模块11包括的充电器进线开关k7断开，以释放备用蓄电池进线开关ks1的钥匙，将该钥匙插入到备用供电开关k3并使之闭合；将断路器抽屉k6插入到与直流供电系统1对应的列供电回路231中并使断路器抽屉k6闭合；此时，第二供电及充电模块包括的充电器替代直流供电系统1包括的充电器供电；可以理解的，通过该钥匙操作可以避免直流供电系统1和备用蓄电模块22并联运行，同时保证切换过程中直流供电系统1不断电；
66.3、直流供电系统1的直流系统蓄电模块12需替代时，蓄电池进线开关k1断开，通过释放的钥匙使备用供电开关k3闭合，将断路器抽屉k6插入到与直流供电系统1对应的列供电回路231中并使断路器抽屉k6闭合，此时，备用蓄电模块22替代直流系统蓄电模块12供电，且第一供电及充电模块11和第二供电及充电模块21可并联运行，也可在备用蓄电模块22接入后根据需求断开第一供电及充电模块11和第二供电及充电模块21；可以理解的，通过操作该钥匙可以避免直流系统蓄电模块12和备用蓄电模块22并联运行，同时保证切换过程中直流供电系统1不断电；
67.4、直流系统蓄电模块12和直流供电系统1的充电器需替代时，蓄电池进线开关k1断开，以通过释放的钥匙使备用供电开关k3闭合，将断路器抽屉k6插入到与直流供电系统1对应的列供电回路231中并使断路器抽屉k6闭合，进而使备用蓄电模块22替代直流系统蓄
电模块12供电、备用列直流系统2的充电器替代直流供电系统1的充电器供电；另外，还可以通过断开正常供电开关k2，以利用释放的钥匙使蓄电池进线开关k1闭合，以使直流系统蓄电模块12进行充放电试验。
68.可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

技术特征：
1.一种连锁控制式核电厂直流系统，其特征在于，包括：多列直流供电系统(1)，每一列所述直流供电系统(1)包括第一供电及充电模块(11)、直流系统蓄电模块(12)，蓄电池进线开关(k1)、正常供电开关(k2)和备用供电开关(k3)；备用列直流系统(2)，其包括第二供电及充电模块(21)、备用蓄电模块(22)以及备用蓄电池进线开关(ks1)；所述蓄电池进线开关(k1)、正常供电开关(k2)、备用供电开关(k3)、备用蓄电池进线开关(ks1)四个机械锁开关具有相同的锁芯，并配置三把可控制它们开合的锁匙，当其中一列所述直流供电系统(1)发生设定故障时，可根据实际需求使用所述三把锁匙与所述四个机械锁开关配合，以使所述备用列直流系统(2)替代出现故障的这一列直流供电系统(1)供电。2.根据权利要求1所述的连锁控制式核电厂直流系统，其特征在于，在所述四个机械锁开关闭合时，将控制其闭合的钥匙锁住。3.根据权利要求2所述的连锁控制式核电厂直流系统，其特征在于，每一列所述直流供电系统(1)还包括用于与多个负载连接并控制是否向相关负载供电的直流配电模块(13)；所述正常供电开关(k2)电连接在所述第一供电及充电模块(11)的输出端与所述直流配电模块(13)的输入端之间，以在所述第一供电及充电模块(11)正常运行时闭合，使所述第一供电及充电模块(11)为负载供电；所述蓄电池进线开关(k1)电连接在所述第一供电及充电模块(11)的输出端与所述直流系统蓄电模块(12)之间，以在所述直流系统蓄电模块(12)需要充放电时闭合，使所述直流系统蓄电模块(12)充电或者作为应急电源为负载供电；所述备用供电开关(k3)电连接在所述直流配电模块(13)的输入端与所述备用列直流系统(2)之间，以根据实际需求使所述第二供电及充电模块(21)替代相应第一供电及充电模块(11)供电和/或所述备用蓄电模块(22)替代相应直流系统蓄电模块(12)供电。4.根据权利要求3所述的连锁控制式核电厂直流系统，其特征在于，每一列所述直流供电系统(1)还包括放电试验开关(k5)和第一放电试验模块(14)；所述放电试验开关(k5)电连接在所述第一供电及充电模块(11)的输出端与所述第一放电试验模块(14)之间，以在需要进行放电试验时闭合。5.根据权利要求1所述的连锁控制式核电厂直流系统，其特征在于，所述第一和备用蓄电模块(22)分别包括蓄电池。6.根据权利要求1至5任一项所述的连锁控制式核电厂直流系统，其特征在于，所述备用列直流系统(2)还包括备用列配电模块(23)；所述备用列配电模块(23)的输入端电连接所述第二供电及充电模块(21)的输出端，所述备用列配电模块(23)的输出端根据实际操作电连接多列所述直流供电系统(1)中的任一列；所述备用蓄电池进线开关(ks1)电连接在所述备用列配电模块(23)的输入端与所述备用蓄电模块(22)之间，以在所述备用蓄电模块(22)需要充电或者需要替代所述直流系统蓄电模块(12)供电时闭合。7.根据权利要求6所述的连锁控制式核电厂直流系统，其特征在于，所述备用列配电模块(23)包括断路器抽屉(k6)，以及与所述多列直流供电系统(1)一一对应的列供电回路
(231)；各所述列供电回路(231)的第一端电连接后作为所述备用列配电模块(23)的输入端，各所述列供电回路(231)的第二端与各所述直流供电系统(1)一一对应电连接；在其中一列所述直流供电系统(1)发生所述设定故障后，可将所述断路器抽屉(k6)插入至对应列供电回路(231)中并闭合。8.根据权利要求7所述的连锁控制式核电厂直流系统，其特征在于，所述备用列配电模块(23)还包括第二放电试验模块(232)和放电试验供电回路(233)；所述放电试验供电回路(233)的第一端电连接所述备用列配电模块(23)的输入端，所述放电试验供电回路(233)的第二端电连接所述第二放电试验模块(232)，在需要进行放电试验时，可将所述断路器抽屉(k6)插入至所述放电试验供电回路(233)中并闭合。9.根据权利要求6所述的连锁控制式核电厂直流系统，其特征在于，所述第一和第二供电及充电模块分别包括充电器(1211)和充电器进线开关(k7)；所述充电器(1211)的输入端电连接核电厂交流系统，所述充电器(1211)的输出端电连接所述充电器进线开关(k7)的第一端，所述充电器进线开关(k7)的第二端作为所述第一供电及充电模块(11)或第二供电及充电模块(21)的输出端；在所述充电器(1211)故障或者所述核电厂交流系统失电时，所述充电器进线开关(k7)断开。10.根据权利要求9所述的连锁控制式核电厂直流系统，其特征在于，每一列所述直流供电系统(1)还包括用于收纳蓄电池进线开关(k1)、正常供电开关(k2)、备用供电开关(k3)、直流供电系统(1)包括的放电试验开关(k5)和所述第一供电及充电模块(11)包括的充电器进线开关(k7)的第一直流开关柜(3)；以及用于收纳所述直流供电系统(1)包括的直流配电模块(13)的直流配电柜(4)；所述备用列直流系统(2)还包括用于收纳所述第二供电及充电模块(21)包括的充电器进线开关(k7)、备用蓄电池进线开关(ks1)和备用列配电模块(23)的第二直流开关柜(5)。

技术总结
本发明公开连锁控制式核电厂直流系统，包括：多列直流供电系统，每一列直流供电系统包括第一供电及充电模块、直流系统蓄电模块，蓄电池进线开关、正常供电开关和备用供电开关；备用列直流系统，其包括第二供电及充电模块、备用蓄电模块和备用蓄电池进线开关；蓄电池进线开关、正常供电开关、备用供电开关、备用蓄电池进线开关四个机械锁开关具有相同的锁芯，并配置三把可控制它们开合的锁匙，当其中一列直流供电系统发生设定故障时，可根据实际需求使用三把锁匙与四个机械锁开关配合，使备用列直流系统替代出现故障的这一列直流供电系统供电。本发明可避免因误操作而导致某列直流供电系统与备用列直流系统并联输出，具有可靠性及安全性高的优点。安全性高的优点。安全性高的优点。


技术研发人员：于艇 刘晨 褚少先 崔岗 王军庄 翟长春 孙辉 任鹏辉 赵禹
受保护的技术使用者：中广核工程有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/14