GB T 13177-2000 核电厂优先电源.pdf

1、I臼27.120.20 F 83 f岳2.:._. =H立，、GB/T 13177-2000 Standard for preferred power supply for nuclear power plants 2000-01-03发布2000-08-01实施国委厉主主主主聋才生盟主肾芹奇发布干GB/T 13177-2000 目次前言.,. II IEEE前言. IV I 范围. 1 2 引用标准. I 3 定义. I 4 一般设计准则. 2 5 具体的设计准则. 5 6 监督、控制和试验要求7 7 多机组核电厂的考虑. 7 ” 中一口前GB/T 13177-2000 本标准是对GB/T1

2、3177 1991核电厂优先电源的修订，原标准非等效采用美国电气和电子工程师学会标准IEEEStd 765 1983核电厂优先电源编制，对指导核电厂配电系统的设计及对引进核电厂的谈判和安全审评起了重要作用本标准等效采用IEEEStd 765 1995(1EEE Std 765一1983的修订版，技术内容等同，编写格式与GB/T1. 1 1993相一致，IEEEStd 765 1995引用了IEEEStd 308-1991 & IEEE Std 7 41一1990,本标准引用等效采用IEEEStd 308 1991 & IEEE Std 741-1990的我国标准GB/T12788-2000核电

3、厂安全级电力系统准则和EJ/T639一1992核电厂安全级电力系统及设备保护准则，便于国内采用与原标准相比，此次修订包括g1）增加了3.2、3.5、4.6、4.7. 10、5.1.4.2、5.3. 4. 1、5.3. 4. 2、5.4、7.4、7.5和1.61 2）修改了5.1. 1、5.3. 2、5.3. 4、7.1和7.2的部分内容g3）将原标准附录A的内容编入正文本标准与下列标准结合使用，对促进压水堆核电厂国产化，指导核电厂配电系统的设计、建造、运行和维修将起到技术支持和技术保证的作用g1) GB/T 12788一2000核电厂安全级电力系统准则s2) GB/T 13626-1992单一

4、故障准则应用于核电厂安全级电气系统s3) GB/T 14546-1993核电厂安全级直流电力系统设计准则；4) EJ/T 639 1992 核电厂安全级电力系统及设备保护准则，5) EJ/T 760一1993核电广安全重要仪表和控制系统的供电要求，6) EJ/T 1038 1996 核电厂不间断电源的应用和试验g7) EJ/T 1044 1997 核电厂应付全厂断电设计准则本标准自实施之日起，同时代替GB/T13177一1991.本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由核工业标准化研究所归口本标准起草单位g核工业标准化研究所本标准主要起草人g牛祝年、张京长I GB/T 13177-2000 I

5、EEE前言（这个前言不是IEEEStd 765 1995核电厂优先电源（PPS）的一部分）最初制定本标准是为优先电源（PPS）提供详细的设计准则，以便保证其设计与预定的功能相一致，并且对设计总则GDC-17、GDC18和IEEEStd 308-1991给出足够详细的解释、澄清和细化美国联邦法规第10章第50部分（lOCFR50）附录A、设计总则第17条（GDC-17）要求核电厂具有一个厂外电力系统，以便允许安全重要的构筑物、系统和部件发挥作用此外，设计总则第18条(GDC 18）对电力系统的检查和试验提出要求。1988年10CFR50增加了一条50.63条，该条要求每个轻水冷却核电厂都要承受规

6、定时限的全厂断电，并能从全厂断电中恢复正常。此外，该条还规定了采用一台替代交流电源AAC）应付全厂断电的要求。核能应用的管理和资源咨询委员会气NUMARC）在NUMARC87 00-1988NUMARC初步说明轻水堆全厂断电的导则和技术依据中提供了附加的指导因为NUMARC87 00(1991年8月第一次修订不适于分发给普通公众，所以本标准这次修订时考虑包括这些导则。AAC的设计要求不属本标准范围，IV 这次修订增加了下述各方面的指导za) AAC电源的定义以及可以接受的与PPS的接口gu与PPS电源和控制电路有关的设计准则；c）将PPS准则扩展到多机组核电厂。本标准由核动力工程委员会的第4分

7、委员会厂用电源的4.6工作组编制。!) 1994年成立的核能研究所（NE！）合并了NUMARC.- 范围中华人民共和国国家标准核电厂优先电源Standard for preferred power supply for nuclear power plants GB/T 13177-2000 代替GB/T13177-1991 本标准规定了核电厂优先电源（PPS）和优先电源与安全级（IE级）电力系统、开关站、输电系统以及替代交流电源（AAC）接口的设计准则。2 图1是PPS与有关电力系统的一种典型接口。替代交班电源与AAC电源可能的接口开关站输电革统安全级电力革统注sAAC与PPS以外的电源的接

8、口不属本标准范围与输电革统接口与开关站接口优先电源（PPS)与圭圭级电力军统接口图1PPS接口图引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 12788-2000核电厂安全级电力系统准则（eqvIEEE 308 1991) EJ/T 639-92 核电厂安全级电力系统及设备保护准则（eqvIEEE 741-1986) 3 定义本标准采用下列定义。3. 1 可接受的acceptable 根据核电厂安全分析证明是适宜的3.2替代交流电源（AAC)alternat

9、e ac source 它是设置在核电厂内或其附近的一种交流电源且满足下述要求z国家质量技术监督局2000-01-03批准2000-08-01实施1 c GB/T 13177-2000 a）它可以接到U但通常不连接）厂外或厂内应急交流电力系统gU与广外电源或厂内应急交流电源共模故障概率最少，c）全厂断电后能及时供电gd）有足够的容量和可靠性使全厂断电时所需要的所有系统运行，并保证安全停堆和维持安全停堆时限内用电（超设计基准事故。3. 3安全级ClE级）safety class (Class IE) 是反应堆或核电厂电气设备和系统的一个安全级别。这些设备和系统是完成反应堆紧急停堆、安全壳隔离、堆

10、芯冷却以及从安全壳和反应堆排出热量所必需的，或是防止放射性物质向环境大量排放所必需的。3.4 优先电源preferredpower supply(PPS) 在事故和事故后工况下，从输电系统优先给安全级电力系统供电的电源3. 5全厂断电stationblackout 核电厂内给重要的和非重要的配电装置母线供电的交流电源全部失去，即失去厂外电源同时汽机脱扣和厂内应急交流电源故障，但未失去由厂内蓄电池通过逆变装置送到母线的交流电源或替代交流电源4 一般设计准则4. 1 总则从输电系统到安全级电力系统，优先电源应配置两条或两条以上供电线路，一些可接受的设计实例兑图2图4.4.2安全等级优先电源不属于安

11、全级电力系统，可以不采用与安全级设备相应的要求（如冗余、独立性、隔离、单一故障准则、抗震和设备质量鉴定等。4.3功能优先电源为安全停闭和安全系统运行供电。优先电源可以在核电厂所有运行方式下向安全级母线和非安全级母线供电4.4 容量和能力优先电源的每条线路都应有足够的容量和能力给所要求的设备供电，以保证ga）预计运行事件的后果不会超过规定的可接受的燃料元件设计限值和反应堆冷却剂压力边界设计条件，b）在核电厂设计基准事故中堆芯被冷却，并且保持安全壳的完整性和其他必要功能在核电厂正常运行工况下，每路优先电源都应能给预计同时出现的安全级最大负荷和非安全级负荷供电，2 13177-2000 GB/T 输

12、电统独立的输电线路开关站于动隔离装置主芷电机GB/T 13177 一J喝一1非安全级母线BGB/T 12788 安全级母线B安全级母线A非安全级母线AGB/T川L一GB/T 12788 可接受的PPS设计示例之一图2输电矗统独立的输电线路开关站11IlltGB/T 13177 一J一1GB/T 12788 非安圭级母线BA M士组E: 非TL17 3 T / B G GB/T 12788 安全级母线B3 可接受的PPS设计示例之二图3安圭级母线AGB/T 13177-2000 输电军统独立的输电线路开关站发电机负荷开关或断路器写在illi:ii是x-主发电机二8mL厂山吁T/ TB /G G

13、安全级母线A安全级母线B图4改进的PPS设计示例4.5可用性在核电厂启动和正常运行期间，从输电系统到安全级电力系统最少应有两条线路可以使用，以便按下述规定满足事故期间、事故后和安全停堆的要求；a）可以通过非安全级配电系统将两路优先电源接到冗余的安全级母线，见图2和图3;的非安全级的接线不应损害优先电源的独立性要求；c）优先电源的两条线路直接连接到每条冗余的安全级母线上可以进一步改善可用性，见图41d）某一设计基准事故发生后几秒钟之内，优先电源最少应有一条线路能自动给安全级母线供电，在根据电厂安全分析证明能满足要求的一段时间内，优先电源第二条线路应可用pe）改进的设计在设计基准事故发生后几秒钟之

14、内，宜有两条线路能自动向安全级母线供电。4.6 独立性4. 6. 1 优先电源向安全级电源供电的线路应实体独立，其设计和安装应在运行、假设事故和环境条件下使其同时故障的可能性最小（达到实际可行的程度）4.6.2为了减少优先电源线路同时故障的可能性，优先电源的控制电路彼此之间以及与电力线路之间应实体独立达到实际可行的程度。4. 6. 3 如果优先电源的两条线路共用一个输出设备，那么应进行分析以证实共用设备的可靠性不低于该优先电源其余部分的整体可靠性。4. 7设计基准每个核电厂对优先电源系统都应有特定的设计基准，最少应包括4.7. 1 4. 7. 10, 4. 7. 1 设计基准应包括电厂在启动、

15、正常运行、安全停闭、事故和事故后运行期间，由优先电源供电的广用电负荷和电气系统，包括所要求的通断顺序和通电持续时间。4 ) ) ”，非安全级母线GB/T 13177 寸GB/T 12788 一一GB/T 13177 2000 4. 7. 2设汁基准应包括优先电源工作时可能要遇到的环境条件，例如：a）风zb）雷击；c）冰冻；d）温度变化；e）雪；f）洪水。4. 7. 3设计基准应包括可能引起优先电源性能下降的电厂设计基准事件和运行事件，例如za）设备维修停役gb）火灾；c）水的影响gd）设备故障。4, 7, 4 设计基准应包括鉴别优先电源工作时可能遇到的输电系统状况，稳态和瞬态工况，例如za）开

16、关切换和雷击电涌；b）电压范围轻、重负荷下的最大值和最小值gc）频率变化；d）稳定度限值4, 7, 5设计基准应包括对优先电源设备应有的性能和工作特性要求，例如：a）承受短路的能力sb）设备容量sc) )(J电压和频率变化的瞬态响应；d）电压i调节限值；e）承受负荷阶跃变化的能力；f）继电保护的配合gg）接地。4, 7, 6设计基准应包括优先电源内部的独立程度和冗余度，例如：a）塔架和线路走廊的隔离；b）直流系统gc）控制和保护电路gd）电缆敷设；e）开关站的布置。4. 7. 7设计基准应包括优先电源与开关站、输电系统、安全级电力系统、替代交流电源之间接口的详细说明4. 7. 8设计基准应包括

17、定期试验的能力，例如ga）保护继电器的试验gb断路器的操作试验；c）切换程序的试验4. 7. 9设计基准应包括除了安全停闭、事故期间和事故后工况下使用之外优先电源的使用。4. 7. 10设计基准应包括失去厂外电源后优先电源重新恢复的方法。5 具体的设计准则5. 1 与输电系统的接口5, 1. 1说明5 GB/T 13177 2000 优先电源与输电系统的接口至少应包括两条输电线路，它们不必隔离从输电系统有两条以上的线路可用的地方，只要满足本标准要求，其中任意两条的组合都可以作为优先电源的供电线路5. 1. 2可靠性应利用分析或模拟技术确定优先电源供电系统的可靠性，以保证在考虑了未来计划的输电和

18、发电装置的情况下满足可用性的要求5. 1. 3 独立性输电系统向安全级电力系统提供优先电源的两条线路的设计应使下述故障引起它们同时失电的可能性减到最小sa）任一输电铁塔故障或交叉输电线故障gb）单一断路器、开关站母线、配电装置母线或电缆故障5. 1. 4 系统分析5.1.4.1 进行系统分析，以证明下列意外事件的后果不会引起优先电源性能下降到电厂可用性目标水平之下s。核发电机组停机Bb）最大的发电机组停机gc）失去容量最大的输电线路或联络线sd）失去最大的负荷。5.1.4.2 应根据输电、发电和系统负荷变化情况定期审查系统研究，以保证优先电源的设计基准对于所有预期合理的系统条件仍然有效。5.

19、2 与开关站的接口5. 2. 1 说明与安全级电力系统有关的优先电源的线路与开关站的接口（见图。所需电气设备和构筑物应按本标准设计开关站用于其他功能的其余部分不受这些准则的限制。5. 2.2 独立性开关站实体设计宜使单一设备故障引起优先电源两条线路同时或先后失电的概率减到最小5. 2. 3 电气故障开关站的设备应设计得足以承受最严重故障产生的应力5. 2. 4保护系统为了将失去优先电源的概率减到最小应提供保护系统，建议采用如下设计措施20主继电保护和后备继电保护系统gU断路器故障的继电保护gd采用两套蓄电池系统pd）断路器使用双重跳闸线圈5.3与安全级电力系统接口5. 3. 1 说明优先电源到

20、安全级电力系统最少应有两条线路，5.3.2 独立性优先电源的任一条线路都可以向两条冗余的安全级母线供电，见图2、图3和图4.5. 3. 3与安全级电力系统的连接5. 3. 3. 1 优先电源和安全级电力系统之间的连接应在安全级电路断路器的输入端按GB/T12788的规定，安全级电路断路器应置于安全级构筑物中。5.3.3.2 当采用切换方案时，为了从优先电源的一条线路切换到另一条线路，可以通过下述方法操作6 、 GB/T 13177-2000 安全级断路器（见图4）或非安全级断路器（见图2和图3), a）手动切换，b）在役母线自动切换sc）非在役母线自动切换采用母线自动切换时应证明切换方案的适宜

21、性5. 3. 3. 3 当优先电源的两条线路并联到一条安全级母线上时，在母线切换期间，允许故障电流有效值瞬时超过设备的额定值5. 3. 4优先电源电压下降5. 3. 4. 1 优先电源电压的下降应在与其连接的安全级母线处探测5. 3. 4. 2优先电源电压下降及其时间延迟的选择应符合EJ/T639的规定5. 3. 4. 3优先电源电压下降的监测应在主控室设置状态报警5. 3. 4. 4 在监测到优先电源电压下降到不可接受的水平时，该优先电源受到影响的线路应自动与安全级母线脱开5.4 与替代交流电源的接口替代交流电源可以与优先电源接口，这种接口应sa）除了需要替代交流电源执行其预定功能或者进行试

22、验期间以外，应保持电气开路状态gb）避免出现可能使替代交流电源和优先电源都不能工作的气候有关事件或单一能动故障的薄弱环节例如z替代交流电源和优先电源共用一个开关站就可以认为是一个单点薄弱环节p。对优先电源可用性的不利影响最少6 监督、控制和试验要求6- 1 监督要求在主控制室里应sa）显示优先电源电路遮断装置的状态（分问或合阿）; b）设置与优先电源电路遮断装置相连的直流系统低压报警，c）设置5,3. 4要求的电压下降报警gd）显示优先电源的电压和频率62控制要求在主控室里应能控制优先电源和电厂厂用母线之间的电路遮断装置6.3试验要求6. 3. 1 优先电源系统运行前试验应在所有部件都已安装好

23、的条件下进行系统的运行前试验，证实设备和系统都能工作并且证实za）能从指定的优先电源向所有必需的安全级和非安全级负荷供电gb）可以检验优先电源失电，c）优先电源之间可以互相切换$d）与优先电源相连的蓄电池组和充电器装置能满足其设计负荷的要求6. 3, 2设备定期试验应在实际可行的范围内对设备进行定期试验以探测该设备性能是否下降到不可接受的情况6. 3, 3系统定期试验应参考系统运行前试验（见6.3. 1）对系统进行定期试验7 多机组核电广的考虑7, 1 共用优先电源7 GB/T 13177 2000 在多机组核电厂里，两台或两台以上的机组可以共用优先电源。7.2共用电源的容量共用电源应能同时向

24、共用该电源的机组的每种设计运行方式所需的总负荷供电。7.3监督应在每个机组的主控室里都显示共用的优先电源电路遮断装置的状态7.4 保护系统应设置保护系统使共用优先电源失电的概率最小（达到实际可行的程度设计保护系统应使一台机组的事件对其余机组的影响最小。7.5设计基准设计基准应具体指出每台机组优先电源的独立程度设计基准应说明共用的主要设备及其失效对每台机组的影响、机组间的相互影响，以及每个机组的预计运行事件和扰动7-6共用的控制和显示在每台机组的控制室里都应能监视优先电源的可用性一台机组从其优先电源断开的能力不应影响优先电源对其余机组的可用性当优先电源与输电系统断开时，应在每台机组的控制屏上给出显示。如果控制器装置在多处，那么就应提供联锁以保证在指定时刻动作只来自一处，同时在接近控制器的地方设置合适的显示8 二一一DDDN KRFnF H阂。国 华人民共和国家标准核电厂优先电源GB/T 13177-ZOCO 中& 中国标准出版社出版北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，！00045电话，68522112中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印陪印张1字数21千字2000年7月第一次印刷开本88012301/16 2000年7月第一版印数1一1000 当岳书号2155066 1-16778 e 413-28 目标二