CN107834579A - 一种用于延长全密封核主泵惰转时间的装置及*** - Google Patents

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曹廷发
黄成铭
常志荣
刘青松
王超
唐叔建
赵静
袁杰
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Abstract

本发明提供一种用于延长全密封核主泵惰转时间的装置，包括：与外部电源连接的电动机，与所述全密封核主泵连接的发电机，以及与所述电动机和所述发电机同轴的飞轮。本发明还提供一种用于延长全密封核主泵惰转时间的***，包括所述用于延长全密封核主泵惰转时间的装置以及全密封核主泵。本发明优点在于，可延长全密封核主泵的惰转时间，从而提高反应堆的安全性以及全密封核主泵的效率。

Description

一种用于延长全密封核主泵惰转时间的装置及***
技术领域
本发明涉及全密封核主泵领域，尤其涉及一种用于延长全密封核主泵惰转时间的装置及***。
背景技术
当前，为延长全密封核反应堆主循环泵（全密封核主泵）断电后的惰转时间，多数全密封核主泵通过在内部设置飞轮增加转动惯量来实现这一目标。但由于飞轮浸没在冷却剂中，其摩擦阻力大、摩擦损耗大，当电网断电时，会导致核主泵惰转时间短，主泵的流量过快衰减，而反应堆保护***接到断流信号后从快速***控制棒到堆功率下降有一定时间滞后，任何形式的一回路冷却剂中断，都可能导致堆芯温度危险上升，引起燃料原件局部过热或变形，导致放射性物质从燃料原件中释放出来，大大降低了反应堆的安全性。
其次，如果要充分利用泵内部飞轮的转动惯量，需使得飞轮直径尽量大，这样就会导致主泵尺寸较大，效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于延长全密封核主泵惰转时间的装置及***，可延长全密封核主泵惰转时间，从而提高反应堆的安全性以及全密封核主泵的效率。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于延长全密封核主泵惰转时间的装置全密封核主泵，其包括：
与外部电源连接的电动机；
与所述全密封核主泵连接的发电机；以及
与所述电动机和所述发电机同轴的飞轮。
其中，所述电动机、所述发电机以及所述飞轮三者在同一轴上。
其中，所述飞轮的一端设置在电动机上，所述发电机与所述电动机通过联轴器连接。
其中，所述飞轮的另一端设置在发电机上，所述电动机与所述发电机通过联轴器连接。
其中，所述发电机为永磁同步发电机或非永磁同步发电机。
其中，所述发电机为非永磁同步发电机时，其具有一个通过直流电源供电的励磁***。
本发明还提供一种用于延长全密封核主泵惰转时间的***，包括全密封核主泵和本发明实施例所述的用于延长全密封核主泵惰转时间的装置。
本发明实施例的有益效果在于：
本发明的实施例通过在全密封核主泵外部增设一个用于延长全密封核主泵惰转时间的装置（即外置飞轮电动-发电装置），一方面，在电网断电时，可继续向全密封核主泵供电，延长全密封核主泵的惰转时间，满足惰转要求，提高反应堆安全性；另一方面，由于外部设置飞轮电动-发电装置，可取消在全密封核主泵内设置浸水飞轮，从而节省全密封核主泵空间，降低全密封核主泵的技术难度，提高全密封核主泵效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的用于延长全密封核主泵惰转时间的***的一个实施例的结构示意图。
图2为本发明的用于延长全密封核主泵惰转时间的***的另一个实施例的结构示意图。
图3为本发明的用于延长全密封核主泵惰转时间的***的另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行举例说明。
图1为本发明的用于延长全密封核主泵惰转时间的***的一个实施例的结构示意图。如图1所示，本发明的用于延长全密封核主泵惰转时间的***包括全密封核主泵1和用于延长全密封核主泵惰转时间的装置，在图中，该用于延长全密封核主泵惰转时间的装置为一个的外置飞轮电动-发电装置2。其中外置飞轮电动-发电装置2进一步包括电动机21、飞轮22以及发电机23，电动机21、飞轮22以及发电机23的相对位置可灵活调整，三者可同轴，或者飞轮22安装在电动机21、发电机23二者之一上面，电动机21和发电机23通过联轴器（未图示）连接。在本实施例中，电动机21、飞轮22、发电机23采用水平布置，但是具体实现中可根据厂房情况采用垂直布置（如图3所示）或水平布置。在本实施例中，发电机23为非永磁同步发电机，通过直流电源24向励磁***25供电实现励磁功能。具体实现中，发电机23也可采用其他类型发电机，例如图2所示的永磁同步发电机。
仍参考图1，具体实现中，外置飞轮电动-发电装置2可通过电动机21与外部电网相连，以获取外部电源。全密封核主泵1也可与外部电网相连，以获取外部电源。外置飞轮电动-发电装置2可通过发电机23与全密封核主泵1相连。电动机21与外部电网、全密封核主泵1与外部电网以及发电机23与全密封核主泵1之间的连接状态可由开关进行控制。
接下来以全密封主泵为例对图1-图3的***工作原理进行描述，
在正常工况下，外置飞轮电动-发电装置2从电网取电带动电动机21转动，电动机21拖动发电机23发电，发电机23发出的电驱动全密封主泵的电机旋转，电动机21或者发电机23轴上设置飞轮22（例如，大转动惯量飞轮）。此外，在正常工况下，若外置飞轮电动-发电装置2中电动机21或者发电机23发生异常，可将电源切换至电网电源对全密封主泵进行供电。当电网断电后，在飞轮22的作用下，驱动发电机23的转子旋转继续发电，从而使主泵继续转动，实现主泵惰转。
此外，本发明中也可利用全密封主泵从电网直接取电进行启动，并在正常工况下运转。与此同时，外置飞轮电动-发电装置2从电网取电，在正常工况下作为负载运转。当电网断电后，主泵电机切换到发电机23供电模式，发电机23在飞轮22的驱动作用下继续发电，从而使主泵继续转动，实现全密封核主泵惰转。
具体实现中，外置飞轮电动-发电装置2可安装在反应堆厂房外，节省安全壳空间，避免受高温、辐照环境影响。
图2为本发明的用于延长全密封核主泵惰转时间的***的另一个实施例的结构示意图，如图2所示，其与图1所示实施例的区别仅在于将非永磁同步发电机更换为永磁同步发电机。因此，图2中与图1相同的部件的描述请参考图1，在此不进行赘述。
图3为本发明的用于延长全密封核主泵惰转时间的***的另一个实施例的结构示意图，如图3所示，其与图1所示实施例的区别仅在于将电动机21、飞轮22以及发电机23的排布方式由水平布置更换为垂直布置。因此，图3中与图1相同的部件的描述请参考图1，在此不进行赘述。
综上所述，本发明的实施例通过在全密封核主泵外部增设一个用于延长全密封核主泵惰转时间的装置（即外置的飞轮电动-发电装置），一方面，在电网断电时，可继续向全密封核主泵供电，延长全密封核主泵的惰转时间，满足惰转要求，提高反应堆安全性；另一方面，由于外部设置飞轮电动-发电装置，可取消在全密封核主泵内设置浸水飞轮，从而节省全密封核主泵空间，降低全密封核主泵技术难度，提高全密封核主泵效率。
此外，目前所用的电磁飞轮装置利用的可控整流电源进行交流-直流转化启动，不可直接利用母线电源取电启动，而且在主泵正常运转时，飞轮装置作空载运行，不利于节能。从经济层面上讲，本发明实施例所提供的外置飞轮电动-发电装置可替代目前所使用的电磁飞轮装置，可省去交流转直流的可控整流电源装置，也可避免主泵正常运转时，电磁飞轮空载运行所消耗的电能。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种用于延长全密封核主泵惰转时间的装置，其特征在于，包括：
与外部电源连接的电动机；
与所述全密封核主泵连接的发电机；以及
与所述电动机和所述发电机同轴的飞轮。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电动机、所述发电机以及所述飞轮三者在同一轴上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述飞轮的一端设置在电动机上，所述发电机与所述电动机通过联轴器连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述飞轮的另一端设置在发电机上，所述电动机与所述发电机通过联轴器连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发电机为永磁同步发电机或非永磁同步发电机。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述发电机为非永磁同步发电机时，其具有一个通过直流电源供电的励磁***。
7.一种用于延长全密封核主泵惰转时间的全密封核主泵，其特征在于，包括全密封核主泵和如权利要求1-6中任一项所述的用于延长全密封核主泵惰转时间的装置。
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