一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的抗震结构

摘要

本发明适用于核电站抗震领域，提供了一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的抗震结构，其通过设置槽钢和加强钢梁，大大增加了机柜柜体的结构强度，提高了抗震性能，以承受高烈度的地震，机柜柜体不会变形，保证电源、仪控装置等设备在地震中也可正常地工作，利于保证核电站的安全运行；通过在槽钢上开设密集排列的安装通孔，其可很方便根据实际情况调整相关零部件的安装位置，产品通用性佳，应用成本低。

说明书

本申请是申请人于2011年05月20日提交的申请号为201110131089.1的 发明专利申请的分案申请，通过引用将其全部内容结合到本申请。

技术领域

本发明属于核电站抗震领域，尤其涉及一种用于核电站应急动力电源系统 换流装置的抗震结构。

背景技术

核电站（nuclear power plant）是利用核裂变(Nuclear Fission)或核聚 变(Nuclear Fusion)反应所释放的能量产生电能的发电厂。

为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站的设计、建造 和运行均采用纵深防御的原则，从设备、措施上提供多重保护，以确保核电站 对反应堆的输出功率进行有效的控制，且能够在出现各种自然灾害，如地震、 海啸、洪水等，或人为产生的火灾、爆炸等，也能确保对反应堆燃料组件进行 充分的冷却；进而保证射性物质不发生向环境的排放。纵深防御原则一般包括 五层防线，第一层防线：精心设计、制造、施工，确保核电站有精良的硬件环 境，建立完善的程序和严格的制度，对核电站工作人员有系统的教育和培训， 建立完备的核安全文化；第二层防线：加强运行管理和监督，及时正确处理异 常情况，排除故障；第三层防线：在严重异常情况下，反应堆的控制和保护系 统能及时并有效的动作，以防止设备故障和人为差错进而发展为事故；第四层 防线：在事故情况下，及时启用核电站安全保护系统，包括各种专设安全设施， 用以加强事故中的电站管理，防止事故扩大，以保护核电站3道屏障的完整性； 第五层防线：万一发生极不可能发生的事故，并伴有放射性外泄，应及时启用 厂内外一切应急系统，努力减轻事故对周围居民和环境的影响。

安全保护系统均采用独立设备和冗余布置，使得安全系统可以抗地震和在 其他恶劣环境中运行。

电源作为核电站运行的动力源，无论是设置上还是运行上，都应体现纵深 防御的理念。为实现核电站电源系统的高可靠性，对某些特别重要的用电设备 或特殊要求的设备均应备有应急电源，同时进行多重性、独立性地设置，以避 免发生共模故障导致应急电源的不可用。

核电站的应急电源系统和正常电源系统一起，共同构成厂用电系统，为厂 内所有的用电设备提供安全可靠的供电。应急电源必须保证在正常运行工况、 事故工况期间或事故工况后为核电站的应急安全设备提供电源，以执行安全功 能。由于核电站核安全的特殊性，故而其电源系统的设计要求应大大高于其他 行业。

核电站设置有多道冗余电源，包括厂外主电源、厂外辅助电源和应急固定 式柴油机等专用应急电源，各电源各司其职，同时又互有配合，不仅形式多样， 而且层层设置，多重冗余，最大限度地为电核电站提供可靠的供电。

目前，核电站的厂用电系统运行方式如下：

1）在正常运行条件下，整个厂用设备的配电系统由机组的26KV母线经过高压 厂用变压器供电；

2）当机组运行时，26KV母线由主发电机供电；

3）发电机停机时，则由400/500KV电网经过主变压器向26KV母线倒送电；

4）如果26KV母线失去电源或失去高压厂用变压器，即失去厂外主电源，则 220KV电网经过辅助变压器向必须运行的安全辅助设施供电供电，使反应堆 维持在热停堆状态；

5）如果厂外主电源和厂外辅助电源均失去供电，则由应急柴油发电机组（一 个机组配两台应急柴油发电机）向应急厂用设备供电，使反应堆进入冷停堆 状态；

6）当核电机组的任何一台应急柴油发电机组不可用时，则由第五台柴油机取 代，执行应急柴油发电机组的功能，向应急厂用设备供电。

然而，固定式的应急柴油机组，具有一定的局限性。这是因为，在固定式 柴油机驱动发电机运转、将柴油的能量转化为电能时，必须通过在固定式柴油 机汽缸内、将过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合后， 推动活塞下行，各汽缸按一定顺序依次作功，从而带动曲轴旋转。再通过固定 式柴油机的旋转带动发电机的转子，利用“电磁感应”原理，发电机就会输出 感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流，从而实现发电功能。上述发电 过程中，必须通过空气与高压雾化柴油的充分混合才能实现。当在洪水、海啸、 泥石流等情形下时，固定式柴油机的电气系统将有可能因为水淹而失效，供油 管道、压缩空气管道将有可能因为外部冲击力而断裂，柴油机本体有可能因为 冲击力而结构发生变形，这些都会导致固定式柴油发电机组无法启动，进而无 法提供应急电源。

因此，在其他电源失去的情况下，作为核电站最终应急电源的固定式应急 柴油机组，由于其自身特点决定了其不能抵抗水淹灾害——如洪水、海啸、台 风潮等，当出现超设计基准的极端自然灾害时，固定式应急柴油机组很容易失 去供电，无法为核电站提供反应堆芯余热排出和乏燃料水池冷却的动力需求， 这将导致核电站产生灾难性的后果。

目前的换流装置的固定结构中，虽然有各种形式的常规结构的装置，但是 现有技术中的装置抗震性能差，无法承受高烈度的地震，在地震中装置的机柜 很容易变形，将导致换流装置不能正常地工作，影响核电站相关设备运行的可 靠性，不利于核电站的安全运行。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于核电站应急动力电源系统换流装置 的抗震结构，旨在解决现有核电站应急动力电源系统换流装置的抗震结构抗震 性能差、不可以承受高烈度的地震、机柜在强地震中会变形的问题。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种用于核电站应急动力 电源系统换流装置的抗震结构，包括机柜柜体，所述机柜柜体包括设置于竖直 方向的四根槽钢，于机柜柜体的侧面焊接加强钢梁；所述槽钢上开设有密集排 列的安装通孔，所述开设有安装通孔的槽钢表面与机柜柜体的侧壁相距设置；

所述机柜柜体上开设有用于供线缆穿设的安装通槽，所述安装通槽处设置 有网状的线架，线缆穿设于线架的网孔并通过绑扎带系紧于线架上；所述安装 通槽处填设有防火封堵材料；

所述机柜柜体的底部设置有安装部，机柜柜体固定于安装面上，安装面中 预埋有预埋件，所述预埋件上设置有螺丝孔，所述安装部通过紧固件锁紧于预 埋件的螺丝孔内；所述紧固件为螺栓，所述螺栓上套设有弹性垫片。

具体地，所述机柜柜体上设置有安装组件，所述安装组件的侧壁凸设有凸 耳，所述凸耳上开设有与所述安装通孔相对应的安装贯孔，所述安装组件上固 定有PCB板；

所述机柜柜体上设置有用于将机柜柜体分为至少二层的间隔底板；

所述间隔底板的底部顶角处固定设置有固定板，所述固定板上开设有与所 述安装通孔相匹配的固定通孔，所述间隔底板通过锁紧件固定连接于所述槽钢 上；

所述机柜柜体上设置有横梁，横梁上开设多个密集排列的安装小孔，横梁 固定于槽钢的安装通孔上。

具体地，所述PCB板的四角和中心均开设有固定贯孔，所述PCB板通过 连接件锁紧，所述连接件上套设有可绝缘减震的绝缘软垫。

或者，所述机柜柜体上设置有插槽，所述插槽相对设置，所述PCB板插设 于二相对设置的插槽内，所述插槽内设置有减震构件；所述插槽上开设有锁紧 孔，所述PCB板上设置有可锁紧与所述锁紧孔上的固定孔。

本发明提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的抗震结构，其 通过设置槽钢和加强钢梁，大大增加了机柜柜体的结构强度，提高了抗震性能， 以承受高烈度的地震，机柜柜体不会变形，保证电源、仪控装置等设备在地震 中也可正常地工作，利于保证核电站的安全运行；通过在槽钢上开设密集排列 的安装通孔，其可很方便根据实际情况调整相关零部件的安装位置，产品通用 性佳，应用成本低。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的 抗震结构的柜体的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的 抗震结构的槽钢的立体示意图；

图3是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的 抗震结构的PCB板的立体示意图；

图4是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的 抗震结构的安装组件间隔底板的立体示意图；

图5是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的 抗震结构的安装组件的立体示意图；

图6是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的 抗震结构的绝缘软垫的立体示意图；

图7是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的 抗震结构的另一安装组件的立体平面示意图；

图8是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的 抗震结构的另一安装组件的立体示意图；

图9是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的 抗震结构的机柜的局部示意图；

图10是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置 的抗震结构的线架的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置 的抗震结构的插槽的平面示意图；

图12是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置 的抗震结构的插槽的另一平面示意图；

图13是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置 的抗震结构的插槽的平面示意图；

图14是本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置 的抗震结构的预埋件的平面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和～图14所示，本发明实施例提供的一种用于核电站应急动力电源 系统换流装置的抗震结构，包括机柜柜体5100，所述机柜柜体5100包括设置 于竖直方向的四根槽钢5110，于机柜柜体5100的侧面焊接加强钢梁5120；加 强钢梁5120对角交叉设置及对中设置，分别连接于相邻槽钢5110上，大大增 强了机柜机体的结构稳定性，即使在高烈度的地震等恶劣情况下，机柜柜体 5100仍然可以保证结构的可靠性，机柜柜体5100不会变形，从而保证机柜柜 体5100内部的电子器件可保持工作的可靠性。所述槽钢5110上开设有密集排 列的安装通孔5111，安装通孔5111按一定的间隔距离设置，其水平方向的安 装通孔5111位于同一平面上。所述开设有安装通孔5111的槽钢5110表面与机 柜柜体5100的侧壁相距设置，以留下足够的散热空间，利于机柜柜体5100内 部电气元器件的散热。

具体地，如图1～图14所示，所述机柜柜体5100上设置有安装组件5200， 所述安装组件5200的侧壁凸设有凸耳5210，凸耳5210可凸设于安装组件5200 的侧面且可贴合于槽钢5110的表面，所述凸耳5210上开设有与所述安装通孔 5111相对应的安装贯孔5211，这样，可通过螺丝等将安装组件5200可靠地锁 紧于机柜柜体5100上，抗震性佳。

具体地，如图1～图14所示，也可在机柜柜体5100设置横梁5130，横梁 5130上开设多个密集排列的安装小孔，横梁5130可根据实际情况固定于槽钢 5110上合适的安装通孔5111上，可根据实际实用情况灵活调节，以适应不同 的情况。相应地，安装组件5200上的凸耳5210可凸设于安装组件5200的下端 且可贴合于横梁5130的上表面。凸耳5210上的安装续孔可以根据具体情况连 接于合适的安装小孔上，其安装方式灵活，通用性佳。

图1～图14所示，是本发明实施例提供的用于存放用于核电站应急动力电 源系统换流装置的抗震结构。

具体地，如图1～图14所示，所述机柜柜体5100上设置有用于将机柜柜体 5100分为至少二层的间隔底板5400，以便于安装固定不同的零部件。

具体地，如图1～图14所示，所述间隔底板5400的底部顶角处固定设置有 固定板5410，所述固定板5410上开设有与所述安装通孔5111相匹配的固定通 孔5411，以便于灵活地将间隔底板5400固定于机柜柜体5100上相应的位置， 具体可根据实际情况灵活调整，与现有技术中隔板位置固定的机柜不同，其调 整层与层之间的间隙十分方便，用户可根据实际情况现场调整。

优选地，如图1～图14所示，所述间隔底板5400通过锁紧件固定连接于所 述槽钢5110上，其拆装方便且结构可靠，即使在地震等极限情况下仍然可以使 间隔底板5400可以可靠地固定。

优选地，如图1～图14所示，所述锁紧件为螺栓，所述锁紧件穿设于所述 固定通孔5411和安装通孔5111，螺栓采用6.8级以上的螺栓，以保证结构的可 靠性。

具体地，如图1～图14所示，所述紧固螺栓上套设有弹簧垫片，以提高结 构的可靠性。

具体地，如图1～图14所示，所述机柜柜体5100上开设有用于供线缆5510 穿设的安装通槽，所述安装通槽处设置有网状的线架5500，线缆5510穿设于 线架5500的网孔并通过绑扎带5520系紧于线架5500上；所述安装通槽处填设 有防火封堵材料。

具体地，如图1～图14所示，所述机柜柜体5100的底部设置有安装部，机 柜柜体5100固定于安装面上，安装面中预埋有预埋件5600，所述预埋件5600 上设置有螺丝孔5601，所述安装部通过紧固件锁紧于预埋件5600的螺丝孔5601 内，通过这样的设计，可以使机柜柜体5100可靠地固定于预埋件5600上。预 埋件5600埋设于安装面下，其十分稳固。

优选地，如图1～图14所示，所述紧固件为螺栓，所述螺栓上套设有弹性 垫片，以提高结构的可靠性。

具体地，如图1～图14所示，所述安装组件5200上固定有PCB板5300， 所述PCB板5300的四角和中心均开设有固定贯孔5301，通过这样的固定方式， 可使PCB板5300可以可靠地固定于机柜柜体5100上。所述PCB板5300通过 连接件锁紧，所述连接件上套设有可绝缘减震的绝缘软垫5310，绝缘软垫5310 可采用橡胶材料制作，其一方面弹性佳，减震性能好，另一方面，其绝缘性能 佳，可以提高设备的抗震性能。

或者，如图1～图14所示，作为上述技术的替代方案，所述机柜柜体5100 上设置有插槽5700，所述插槽5700相对设置，所述PCB板5300插设于二相 对设置的插槽5700内，其抗震性佳，所述插槽5700内设置有减震构件；所述 插槽5700上开设有锁紧孔5701，所述PCB板5300上设置有可锁紧与所述锁 紧孔5701上的固定孔。安装PCB板5300时，只需将PCB板5300沿插槽5700 插入，并通过螺丝等穿设于固定孔和锁紧件，从而将PCB板5300可靠地锁紧 于插槽5700内，一方面解决了PCB板5300的散热问题，另一方面提高了PCB 板5300的抗震性。

优选地，如图1～图14所示，减震构件采用橡胶等柔性绝缘材料制成，其 可起到良好的缓冲减震作用，当高烈度的地震发生时，减震构件可以及时吸收 震动的能量，保证PCB板5300不在地震中损坏，从而使设备得以可靠地继续 运行。

本发明提供的一种用于核电站应急动力电源系统换流装置的抗震结构，其 通过设置槽钢5110和加强钢梁5120，大大增加了机柜柜体5100的结构强度， 提高了抗震性能，以承受高烈度的地震，机柜柜体5100不会变形，保证电源、 仪控装置等设备在地震中也可正常地工作，利于保证核电站的安全运行；通过 在槽钢5110上开设密集排列的安装通孔5111，其可很方便根据实际情况调整 相关零部件的安装位置，产品通用性佳，应用成本低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。