Спосіб первинного регулювання частоти змінного електричного струму в енергосистемі за участі енергоблоків атомних електростанцій (аес)

Спосіб первинного регулювання частоти змінного струму в енергосистемі за участі енергоблоків атомних електростанцій, переважно ВВЕР-1000, C2 2 (19) 1 3 84469 регулювання частоти (час мобілізації для участі енергоблока становить до 30 секунд) реалізується автоматично під дією системи автоматичного регулювання турбоагрегатів, систем регулювання продуктивності котлів при відхиленні частоти від заданого рівня. Зазначені електростанції регулюють частоту в такий спосіб: при зміні частоти в енергосистемі система автоматичного регулювання турбіни змінює її потужність у відповідності зі статичною характеристикою турбіни «частота-потужність», підвищуючи або знижуючи витрату пари на турбіну для підвищення або зниження потужності на валу турбогенератора. Одночасно автоматика керування потужності котла змінює продуктивність котла вслід за потужністю турбоагрегату шля хом відповідної зміни витрати палива. На даний час енергоблоки AEC працюють у базовому (стаціонарному) режимі і не беруть участі в регулюванні частоти, що не відповідає вимогам вищезгаданого наказу. Винаходом вирішується задача переведення експлуатації енергоблоків AEC в режим первинного регулювання частоти для підвищення якості електроенергії та надійності енергосистеми при збереженні необхідного рівня безпеки енергоблоків AEC. Для досягнення зазначеного технічного результату в пропонованому способі первинного регулювання частоти змінного струму в енергосистемі за участю енергоблоків атомних електростанцій, переважно BBEP-1000, які включають реакторну установку зі стрижнями системи керування та захисту, охолоджувану теплоносієм першого контуру; парогенератори, які включають сторони як першого, так і другого контурів, з яких боки другого контуру з’єднані головним паровим колектором з турбогенератором; систему автоматичного регулювання потужності реакторної установки, що підтримує робочий тиск пари другого контуру; систему автоматичного регулювання турбогенератора, що підтримує регулювання потужності турбогенератора у відповідності зі статичною характеристикою «частота-потужність», робочий тиск пари в головному паровому колекторі другого контуру підтримують за рахунок регулювання потужності реакторної установки за допомогою системи автоматичного регулювання потужності реактора, яку налагоджують на роботу із зоною нечутливості по тиску пари в головному паровому колекторі другого контур у в межах ±(0,20¸0,25)МПа, при цьому потужність реакторної установки змінюється за рахунок саморегулювання з негативним зворотним зв'язком між потужністю реакторної установки та температурою теплоносія першого контуру, а при тиску пари в головному паровому колекторі другого контур у поза згаданою зоною нечутливості ±(0,20¸0,25)МПа, регулювання потужності реакторної установки здійснюють за рахунок переміщення стрижнів системи керування та захисту реакторної установки. Особливістю пропонованого способу в порівнянні з аналогами є підтримання робочого тиску пари другого контур у в головному паровому колекторі за рахунок регулювання потужності реактор 4 ної установки за допомогою системи автоматичного регулювання потужності реактора, яку налагоджують на роботу із зоною нечутливості по тиску пари в головному паровому колекторі другого контур у в межах ±(0,20¸0,25)МПа, при цьому потужність реакторної установки змінюється за рахунок саморегулювання з негативним зворотним зв'язком між потужністю реакторної установки та температурою теплоносія першого контур у. Пропонований спосіб пояснюється фігурою, де схематично показаний енергоблок атомної електростанції з реакторною установкою типу BBEP, де: 1 - реакторна установка; 2 - стрижні системи керування та захисту; 3 - головний циркуляційний трубопровід першого контуру; 4 - парогенератори; 5 - головний паровий колектор другого контуру; 6 - турбогенератор; 7 - система автоматичного регулювання потужності реакторної установки; 8 - датчик тиску пари в головному паровому колекторі другого контур у; 9 - стопорно-регулюючий клапан турбогенератора; 10 - система автоматичного регулювання турбогенератора, що підтримує регулювання потужності турбогенератора у відповідності зі статичною характеристикою «частота-потужність»; 11 - датчик частоти обертання вала турбогенератора. Спосіб здійснюється таким чином: при зміні частоти в енергосистемі система автоматичного регулювання турбогенератора (10) з датчиком частоти (11) обертання вала турбогенератора (6) змінює його потужність у відповідності зі статичною характеристикою «частота-потужність» шляхом зміни прохідного перетину стопорнорегулюючого клапана (9), розташованого на головному паровому колекторі (5) перед турбогенератором (6). Зміна потужності турбогенератора (6) приводить до зміни тиску пари в парогенераторах (4) і головному паровому колекторі (5) другого контуру. Зміна тиску та температури пари в парогенераторах (4) приводить до зміни температури теплоносія (води) першого контуру (3). Між температурою теплоносія першого контур у (3) і нейтронною потужністю реакторної установки (1) існує негативний зворотний зв'язок, що викликає зміну потужності реактора [див., наприклад, Емельянов И.Я., Ефанов А.И., Константинов Л.В., Научно-те хнические основы управления ядерными реакторами, M., Энергоиздат, 1991р.]. Так, наприклад, при підвищенні частоти в енергосистемі система автоматичного регулювання турбогенератора (10), що підтримує регулювання потужності турбогенератора у відповідності зі статичною характеристикою «частота-потужність», зменшує потужність турбогенератора (6) шляхом зменшення прохідного перетину стопорнорегулюючого клапана (9) за сигналом датчика частоти обертання (11) вала турбогенератора (6), а тиск і температура пари в головному паровому колекторі другого контуру (5) і в парогенераторах 5 84469 (4) підвищуються. Підвищення тиску та температури пари з боку другого контур у в парогенераторах (4) приводить до підвищення температури теплоносія (води) першого контуру (3). При цьому, якщо тиск пари в другому контурі (4,5) збільшується в межах до (0,20¸0,25)МПа від номінального значення, потужність реакторної установки (1) знижується за рахунок негативного зворотного зв'язку між температурою теплоносія першого контуру (3) і потужністю реакторної установки (1). У випадку зниження частоти в енергосистемі, система автоматичного регулювання турбогенератора (10), що підтримує регулювання потужності турбогенератора у відповідності зі статичною характеристикою «частота-потужність», підвищує потужність турбогенератора (6) шляхом збільшення прохідного перетину стопорно-регулюючого клапана (9) за сигналом датчика частоти обертання (11) вала турбогенератора (6), а тиск і температура пари в головному паровому колекторі другого контуру (5) і в парогенераторах (4) знижуються. Зниження тиску та температури пари з боку другого контуру в парогенераторах (4) приводить до зниження температури теплоносія (води) першого контуру (3). При зниженні тиску пари в другому контурі (4,5) на величину до (0,20-5-0,25)МПа від номінального значення потужність реакторної установки (1) підвищується за рахунок негативного зворотного зв'язку між температурою теплоносія першого контуру (3) і потужністю реакторної установки (1). Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 В обох випадках при зміні тиску пари в головному паровому колекторі другого контуру (5) на величину, що виходить за межі ±(0,20¸0,25)МПа від номінального значення, регулювання (зміну) потужності реакторної установки (1) здійснюють у штатному режимі за рахунок переміщення стрижнів системи керування та захисту (2) реакторної установки (1). Реалізація запропонованого винаходу дозволяє виключити переміщення стрижнів (2) системи керування та захисту реакторної установки (1) при нормальному діапазоні коливань частоти в енергосистемі 50±0,05 Гц, що відповідає зміні потужності енергоблоку, до ±2% від номінальної потужності та тиску пари в головному паровому колекторі другого контур у на величину ±(0,20¸0,25)МПа, завдяки чому зменшується загальне число переміщень стрижнів (2) системи керування та захисту реакторної установки (1), забезпечується необхідний рівень безпеки енергоблоків атомних електростанцій при їхній участі в первинному регулюванні частоти в енергосистемі, підвищується якість електроенергії та надійність енергосистеми, а також підвищується економічна ефективність атомних електростанцій за рахунок більш високого тарифу на електроенергію в режимі регулювання потужності порівняно з роботою AEC у базовому режимі. (Тариф 1кВттод регулювальної потужності в Європейській енергосистемі UCTE приблизно у 8 разів вище тарифа 1кВт-год базової потужності.) Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601