引言

为提升中国核电站的核安全水平，国家核安全局在福岛核事故后发布了《福岛核事故后核电厂改进行动通用技术要求》，该文件成为指导未来核电站改进的重要依据。在通用技术要求中，特别强调了应急电源的配置，包括在核电站内增设移动柴油发电机，确保事故发生时能够迅速转移电力，减少事故影响，并缩短内外交流电源的恢复时间。这些措施旨在强化核电站在极端情况下的应急响应能力，保障核安全。

1压水堆核电厂移动电源的作用

压水堆核电厂的移动电源在确保核电站安全运行中扮演着至关重要的角色，在核电站的正常运行过程中，移动电源主要用于支持各种辅助系统的运行，如冷却系统、通风系统以及应急照明等。这些辅助系统对于维持核电站的稳定运行和人员安全至关重要。在发生紧急情况或事故时，移动电源的作用尤为突出。例如，在失去主电源的情况下，移动电源能够迅速启动，为核电站提供必要的电力支持，确保关键安全系统的持续运行，实现对堆芯的冷却和核电厂安全参数的监测等功能。这些系统对于控制反应堆温度、防止核泄漏以及保护公众和环境安全至关重要。此外，移动电源还能够在核电站进行定期维护或检修时提供临时电力支持，确保相关工作的顺利进行。它的高机动性和快速部署能力使得核电站能够在各种情况下保持其安全功能和运行效率。

2压水堆核电厂移动电源现状分析

压水堆（PWR）核电厂的移动电源是确保核电站在主电源失效时能够维持关键系统运行的重要设施，当前，移动电源通常包括柴油发电机组、蓄电池组和可能的替代能源系统（如燃气轮机或燃料电池）。这些移动电源的设计和配置旨在提供必要的电力，以支持冷却系统、安全系统和应急通信等关键功能，确保核反应堆的安全停堆和余热排出。然而，尽管移动电源在设计时考虑了一定的冗余和可靠性，福岛核事故揭示了现有系统在极端自然灾害面前的脆弱性。事故中，海啸导致的洪水破坏了柴油发电机组，使得移动电源无法发挥预期作用，进而加剧了事故的严重性。现状分析表明，虽然移动电源在正常情况下能够满足应急需求，但在面对极端事件时，如长时间停电、多重故障或自然灾害，其可靠性和有效性仍存在挑战。因此，需要对移动电源的设计进行改进，包括提高设备的抗灾能力、增加备用电源的多样性和冗余度，以及优化应急响应和维护策略，以确保在任何情况下都能维持核电厂的安全运行。

3福岛核事故对压水堆核电厂移动电源设计的启示与改进

3.1功能定位

核电站地区的低压移动电源装置已经完全满足了核电站安全参数等低压负荷的监测和控制要求，中型便携式电源则主要考虑满足低压泵或辅助动力泵的负载要求。目前，运行中的二代核电站是根据这些功能要求设计的。然而，随着核电技术的飞速发展以及设计理念的不断演进，第三代核电技术在基本安全和非电气设计方面与第二代核电技术存在显著差异。因此，移动中压电源的功能调整主要涉及两个方面：首先，对于我国自主研发的三代核反应堆模型，在极端情况下，当整个交流电源（包括柴油发电机）都丢失时，由于反应堆模型建立了工作安全系统，因此该模型仅使用中压电机电源作为暂时恢复特殊安全设施（如安全系统和辅助水系统）的手段。其次，对于我国引进的第三代核反应堆，其设计理念是非能动冷却功能基本上不依赖于外部电源和外部水源作为最终安全系统的热阱，反应堆的设计包括一个长期保持安全功能的装置（事故发生72小时后）。因此，现有的设备、固定接口和外部支持措施可以保留必要的安全功能，重点在于事故后的余热导出能力。此外，在事故发生后，反应堆堆芯的残余热导出是一个持续的过程，当前核电厂对余热导出相关设备电源的配置，虽然已考虑了SBO（全厂失电事故）工况，但固定供电措施无法应对极端事故工况。因此，通过配置中压移动电源来支持相关系统正常运行来带走堆芯的多余热量是有必要的。目前，电厂都已经配备了中压和低压移动电源保障极端事故工况下对堆芯余热的持续导出，随着储能技术的发展，移动电源的可靠性、供电多样性以及持续性都能得到很大的提高。

3.2定期试验方法

中压移动电源在核电站应对严重事故中扮演着关键角色，因此需要通过定期检查来确保其在紧急情况下的可靠性。循环实验可以通过两种方法进行：第一种是利用电厂供电，通过测试负载进行实验；第二种方法则独立于紧急电源，不会影响设备的正常运行，且不需要专用设备的同步配置，因此风险较低，适用范围更广。本设计采用了第二种方法来测试频繁的交流电源。试验负荷采用干式交流电阻负荷，不涉及1E级设备，且通过压制冷却空气、侧通风和风吹风来实现。负载试验按照容器结构进行，包括干负载模块（电阻）、热铜连接发电机、电缆终端连接装置、接地端、冷却模块（风扇）、故障保护模块、控制模块以及参数测量模块。试验负荷为2400千瓦，提供两种负荷选择：a)25%-50%-75%-100%负荷；b)0至50%至100%至50%至0%的意外带载和卸载试验。试验箱固定在平板卡车上，通常安装在移动式储能装置上。当从移动卡车拉出进行试验时，中压移动电源会在外部定期接受检查，以促进散热，确保其在实际应用中的性能和安全。

3.3福岛核事故后的移动电源设计改进

福岛核事故对全球核电行业产生了深远的影响，特别是在移动电源设计方面。事故揭示了在极端情况下，核电站对可靠备用电源的依赖性，以及现有系统在应对多重故障时的不足。福岛事故中，海啸导致的电力系统全面失效，凸显了移动电源在无外部干扰下的独立运行能力的重要性。因此，移动电源设计应考虑更高的防水、防震和防辐射标准，确保在极端自然灾害或其他紧急情况下仍能稳定供电。事故中，反应堆冷却系统的失效导致了严重的后果。移动电源应设计为能够快速启动，迅速为关键安全系统供电，如冷却系统和通风系统，以防止事故升级。福岛事故表明，现有的移动电源可能不足以支持所有必要的安全系统。设计应考虑增加电源容量，以覆盖更多的关键负荷，并确保在主电源和备用电源均失效的情况下，仍能维持核电站的安全功能。

结束语

福岛核事故作为一个深刻的教训，提醒在核电安全领域必须不断进步和创新。通过对移动电源设计的持续改进和优化，不仅能够提升核电厂在紧急情况下的应对能力，还能增强公众对核能安全的信心。

参考文献

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