Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Маневренность энергоблоков АЭС с частотно-регулируемыми электроприводами главных циркуляционных насосов. Проблемы и перспективы. Часть 2

М. В. Гариевский, Г. Б. Лазарев, В. А. Хрусталев

Аннотация


Обоснована необходимость повышения маневренности, приемистости, эксплуатационной живучести и безопасности работы АЭС с водо-водяными энергетическими реакторами. Приведены результаты разработок и исследований наиболее значимых аспектов системного влияния частотно-регулируемых приводов главных циркуляционных насосов на маневренность энергоблоков АЭС с водо-водяными энергетическими реакторами и реакторами на быстрых нейтронах. Показано, что установка частотно-регулируемых электроприводов главных циркуляционных насосов на АЭС с водо-водяными энергетическими реакторами целесообразна в перспективе не только для экономии расхода энергии на их привод на частичных режимах, но и для повышения мощности энергоблоков АЭС выше номинальной, ликвидации системных аварий, а значит и повышения безопасности входящих в энергосистему АЭС.
Книга издается в трех частях. Предназначена для научных работников, специалистов, аспирантов, студентов старших курсов по специальностям энергетика, ядерные энергетические установки, электротехнические комплексы и системы.


Ключевые слова


атомная электростанция, водо-водяной энергетический реактор, реактор на быстрых нейтронах, главный циркуляционный насос, частотно-регулируемый привод, повышение мощности

Полный текст:

PDF

Литература


История ядерных реакторов на быстрых нейтронах: от американского EBR-I до российского реактора БРЕСТ-300. — URL: https://integral-russia.ru/2021/04/01//?ysclid=l8p1l2qs9c941572985/.

Кочетков Л. А., Троянов М. Ф. Реакторы на быстрых нейтронах: История атомной энергетики Советского Союза и России / Под ред. В. А. Сидоренко. М.: РНЦ «Курчатовский институт», 2001. Вып. 1.

Акатов А. А., Коряковский Ю. С. Будущее ядерной энергетики. Реакторы на быстрых нейтронах. М.: АНО «ИЦФО», 2012.

Нигматулин Б. И. Атомная энергетика Мира и России. Состояние и развитие. 1970 — 2018 — 2040 (2050) гг. М.: Изд. дом МЭИ, 2020.

Долгие «быстрые» реакторы. Ч. 1, 2. — URL: https://tnenergy.livejournal.com/137684.html?ysclid=l8s1q1lhlo571390754.

Китай — текущий статус быстрой программы. — URL: http://www.atominfo.ru/newsz04/a0987.htm.

International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles: Sustainable Clean Energy for the Future (FR22). 19 – 22 April 2022, Vienna, Austria. — URL: https://www.iaea.org/ events/fr22.

Индия обнародовала подробности о своём проекте быстрого реактора FBTR-II // Научный портал «Атомная энергия 2.0», 23 июня 2022. — URL: https://www.atomic-energy.ru/news/2022/ 06/23/125758.

В Южной Корее ведётся разработка быстрых реакторов // Научный портал «Атомная энергия 2.0», 5 мая 2022 г. — URL: https://www.atomic-energy.ru/news/2022/05/05/124458.

Реакторы на быстрых нейтронах // ФЭИ Росатом. — URL: https://ippe.ru/realized-projects/fast-neutrons-reactors?ysclid= l93f3hbr9567825335.

Беденко Г. Атомный призрак Мангышлака // informburo. 25 марта 2017 г. — URL: https://informburo.kz/stati/atomnyy-prizrak-mangyshlaka.html?ysclid=l9j684u8ri947296803.

Третий энергоблок БН-600 Белоярской АЭС подключен к сети после планового ремонта. — URL: https://www.atomic-energy.ru/news/ 2022/03/09/122625.

«Быстрый» реактор БН-800 Белоярской АЭС впервые выведен на 100 % уровень мощности с полной загрузкой инновационным МОКС-топливом. — URL: https://www.atomic-energy.ru/news/2022/09/ 23/128562.

АЭС с БН-800 // Атомэнергопроект. Санкт Петербург. 2011. — URL: http://kmf.ustu.ru/ЯдерныеРеакторыМатериалы/Курсовой%20проект/Литература/Реактор%20БН-800/2011%20-%20 АЭС%20с%20БН-800%20 (СПбАЭП).pdf.

Аширметов М. Р., Ершов Г. А. Основные проектные решения для энергоблока с реактором БН-1200 // Агентство PRoATOM. 25.01.2013. — URL: http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=4279.

Росатом может принять решение о сроках строительства энергоблока БН-1200 в 2022 г. // Атомная энергия 2.0, 20 апреля 2022. — URL: https://www.atomic-energy.ru/news/2022/04/ 20/124022.

World Nuclear Association, Fast Neutron Reactors (Updated April 2019) — URL: https://world-nuclear.org/information-library/ current-and-future-generation/fast-neutron-reactors.aspx.

Митенков Ф. М., Новинский Э. Г., Будов В. М. Главные циркуляционные насосы АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1989.

Конструкция реактора БН-600 // Helpiks.org. — URL: https://helpiks.org/8-93620.html.

Баклушин Р. П. Эксплуатация АЭС. Ч. I. Работа АЭС в энергосистемах: учебн. пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2011.

Анишев Е. Ю., Горбунов В. С. Моделирование переходных процессов в контурах атомной электростанции с реактором типа БН с участием регулируемых электроприводов главных циркуляционных насосов // Изв. вузов. Сер. «Ядерная энергетика». 2010. № 3. С. 90 – 99.

Анишев Е. Ю. Системы регулирования расхода теплоносителя энергоблоков атомных электростанций с реакторами БН: разработка, исследование, опыт применения: дис. … доктора техн. наук. Нижний Новгород, 2012.

Лазарев Г. Б., Новаковский А. Н., Султанов А. Т. Энергоэффективное управление расходом теплоносителя в главных контурах реакторных установок энергоблоков АЭС // Энергия единой сети. 2015. № 4 (21). С. 70 – 88.

Онищенко Г. Б. Асинхронный вентильный каскад. М.: Энергия. 1967.

Онищенко Г. Б. Регулируемый электропривод главных циркуляционных насосов III блока Белоярской АЭС / Г. Б. Онищенко, В. М. Пономарев, Е. Ю. Анишев и др. // Электрические станции. 1982. № 6. С. 16 – 20.

Черемисин В. В., Шилов Е. А., Анишев Е. Ю. Опыт эксплуатации регулируемых электроприводов главных циркуляционных насосов реактора БН-600 // Электрические станции. 2005. № 5. С. 19 – 21.

Лазарев Г. Б. Управление энергоэффективностью механизмов собственных нужд ТЭС // Энергия единой сети. 2012. № 5 (5). С. 58 – 67.

Variable speed pumping in thermal and nuclear power plants: Frequency converter versus hydrodynamic coupling / Martin Sirovэ, Zdenмk Peroutka, Jan Molnбr, Jan Michalнk, Miroslav Byrtus // Published in: 2011 IEEE Ninth International Conference on Power Electronics and Drive Systems. Singapore, 2014.

Ciufu L., Popescu M. O. Introducing energy efficiency in nuclear power plants by using variable medium voltage frequency drives // Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE), 2015 9th International Symposium on. IEEE, 2015. P. 873 – 876.

Harshman M. W. Variable-Frequency Drives Upgrade Reactor Circulating Pumps // POWER Magazine. 2017, Aug. 20. — URL: https://www.powermag.com/variable-frequency-drives-up- grade-reactor-circulating- pumps/.

Анишев Е. Ю., Лазарев Г. Б. Особенности применения преобразователей частоты в мощном электроприводе циркуляционных насосов // Электротехника. 2007. № 10. C. 64 – 68.

Hanna R. A., Prabhu S. Medium-Voltage Adjustable-Speed Drives-Users and Manufacturers Experiences // IEEE Transactions on Industry Applications. 1997. Vol. 33. No. 6. P. 1407 – 1415.

Лазарев Г. Б. Высоковольтные преобразователи для частотно-регулируемого электропривода. Построение различных схем // Новости электротехники. 2005. № 2(32). C. 30 – 36.

Лазарев Г. Б. Мощные высоковольтные преобразователи частоты для регулируемого электропривода в электроэнергетике // Электротехника. 2005. № 11. C. 1 – 9.

Hammond P. W. A new approach to enhance power quality for medium voltage AC drives // IEEE Transactions on Industry Applications. 1997. Vol. 33. No. 1. P. 202 – 208.

Rodriguez J. Multilevel Voltage-Source-Converter Topologies for Industrial Medium-Voltage Drives / J. Rodriguez, S. Bernet, B. Wu, J. O. Pontt, S. Kouro // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2007. Vol. 54. No. 6. P. 2930 – 2945.

Marquardt R., Lesnicar A. A new modular voltage source inverter topology // Conf. Rec. Eur. Conf. Power Electron. 2003. P. 1 – 10.

Lesnicar A., Marquardt R. An Innovative Modular Multilevel Converter Topology Suitable for a Wide Power Range // Proc. Power Tech Conference, Bologna (Spain), June 2003.

Perez M. A., Bernet S., Rodriguez J., Kouro S. Circuit Topologies, Modeling, Control Schemes, and Applications of Modular Multilevel Converters // IEEE Transactions on Power Electronics. 2015. Vol. 30. No. 1. P. 4 – 17.

Hagiwara M., Nishimura K., Akagi H. A medium-voltage motor drive with a modular multilevel PWM inverter // IEEE Transactions on Power Electronics. 2010. Vol. 25. No. 7. P. 1786 – 1799.

Yasmeena G., Tulasi Ram Das. Cascaded multilevel Inverters: A Survey of Topologies, Controls, & and Applications // International Journal of Scientific Engineering Research. 2013. Vol. 4. Iss. 8. Pp. 353 – 367.

Multilevel Converters: An enabling technology for high-power applications / J. Rodriguez, L. G. Franquelo, S. Kouro, et al. // Proceeding IEEE. 2009. Vol. 97. No. 11. P. 1786 – 1817.

Modular Multilevel Converters: Control and Applications / F. Martinez-Rodrigo, D. Ramirez, A. B. Rey-Boue, et al. // Energies. 2017. Vol. 10. 1709.

Medium Voltage Drives: are isolation transformers required? / F. DeWinter, N. Zargari, S. Rizzo, et al. // Industry Applications Society. Forty-Ninth Annual Conference. 2002 Petroleum and Chemical Industry Technical Conference, New Orleans, LA, USA, 2002, P. 191 – 196.

Lazarev G. B. Electromagnetic compatibility of high-voltage transformerless converters with controlled frequency output // Russian Electrical Engineering. 2012. Vol. 83(6). P. 293 – 301.

Преобразователь частоты ЭМСН. — URL: https://ekra.ru/product/ et/vpch/emsn/?ysclid=lgtwk96mqn753829696.

Фельдман М. Л., Черновец А. К. Особенности электрической части атомных электростанций. Л.: Энергия, 1972.

Вейнгер А. М. Исследование переходных процессов частотно-регулируемого электропривода сетевого насоса при аварийных режимах в системе электроснабжения насосно-перекачивающей станции / А. М. Вейнгер, А. В. Каржев, Г. Б. Лазарев и др. // Вестник ВНИИЭ-2004. М.: Изд-во «ЭНАС», 2004. C. 154 – 167.

Беляев Д. В., Вейнгер А. М., Тарасов Д. В. Нестационарные процессы в регулируемом электроприводе с высоковольтным преобразователем частоты сетевого насоса теплостанции // Электротехника. 2007. № 10. C. 53 – 60.

Лазарев Г. Б., Новаковский А. Н., Султанов А. Т. Электромагнитные и электромеханические процессы в регулируемом электроприводе циркуляционного насоса с двухскоростным асинхронным двигателем // Электротехника. 2015. № 10. C. 46 – 56.

Беляев Д. В. Электромагнитные и электромеханические процессы в электроприводе при параллельной работе преобразователей частоты на асинхронный двигатель / Д. В. Беляев, А. М. Вейнгер, Г. Б. Лазарев и др. // Электротехника. 2007. № 5. C. 20 – 28.

Забровский С. Г., Лазарев Г. Б., Мурзаков А. Г. Регулируемый электропривод механизмов собственных нужд ТЭС // Итоги науки и техники. Т. 2. Электропривод и автоматизация промышленных установок. М.: ВИНИТИ, 1990.

Мустафа Г. М. Преобразователь частоты для гребного электродвигателя / Г. М. Мустафа, С. В. Волков, А. А. Ершов и др. // Электротехника. 2014. № 1. C. 46 – 53.

Пат. № 120521. Система частотно-регулируемых электроприводов циркуляционных насосов энергообъекта / Г. Б. Лазарев, А. Н. Новаковский, А. Т. Султанов: зарег. в Государственном реестре полезных моделей РФ 20.09.2012.

Пат. № 2496209. Способ резервирования частотно-регулируемых электроприводов циркуляционных насосов энергообъекта / Г. Б. Лазарев, А. Н. Новаковский, А. Т. Султанов: зарег. в Государственном реестре изобретений РФ 20.10.2013.

Ковач К. П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. М., Л.: Госэнергоиздат, 1963.

ГОСТ 30372–2017 (IEC 60050-161:1990) Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2018.

Вейнгер А. М., Медведев В. Н. Исследование нарушения симметрии питающих напряжений на работу высоковольтного регулируемого электропривода // Электротехника. 2009. № 6. С. 15 – 20.

Лазарев Г. Б. Электромагнитная совместимость мощных тиристорных преобразователей частоты и сетей собственных нужд тепловых электростанций // Электротехника. 1989. № 7. С. 51 – 55.

Вейнгер А. М., Медведев В. Н. Векторный показатель искажения напряжений и токов в трехфазной системе // Электротехника. 2008. № 9. С. 33 – 39.

Лазарев Г. Б. Электромагнитная совместимость высоковольтных преобразователей частоты с системами электроснабжения и электродвигателями собственных нужд тепловых электростанций // Электротехника. 2004. № 10. С. 33 – 42.

Забровский С. Г., Лазарев Г. Б. Перенапряжения относительно земли в системах с высоковольтными тиристорными преобразователями // Электричество. 1976. № 11. С. 13 – 18.

Забровский С. Г., Лазарев Г. Б., Штейнберг А. Ю. Перенапряжения в системах с тиристорными преобразователями. Кишинев: Штиинца, 1979.

ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014.

ГОСТ Р 50746–2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Технические средства для атомных станций. Требования и методы испытаний. М.: Госстандарт России, 2001.

ГОСТ Р 51317.2.4–2000 (МЭК 61000-2-4–94). Электромагнитная обстановка. Уровни электромагнитной совместимости для низкочастотных кондуктивных помех в системах электроснабжения промышленных предприятий. М.: Стандартинформ, 2020.

Бахнов Л. В., Левитан И. И. Влияние мощных управляемых выпрямителей на питающую сеть // Электричество. 1979. № 9. C. 20 – 25.

Шакарян Ю. Г., Лазарев Г. Б., Сокур П. В., Дементьев Ю. А. Обеспечение нормированной мощности короткого замыкания – ключ к решению проблемы неудовлетворительного качества электроэнергии при слабых связях потребителей с энергосистемой // Энергия единой сети. 2019. № 6(49). C. 37 – 54.

Кудряшов Д. А., Рощин Е. В. Проблемы электромагнитной совместимости мощных регулируемых электроприводов с сетью собственных нужд АЭС. АО «ОКБМ Африкантов» // Тр. Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева. 2016. № 1(112). C. 53 – 58.

Компенсатор фильтро-демпфирующий ЛМ-ФДК-6-6300- 114-УХЛ4. Руководство по эксплуатации. М.: ООО «НПП ЛМ Инвертор», 2015.

Козырев С. К. Электрический привод. Термины и определения / С. К. Козырев, А. С. Анучин, А. Е. Козярук и др. Под ред. С. К. Козырева. М.: Изд-во МЭИ, 2015.

Вершинин В. И., Загривный В. А., Козярук А. Е. Электромагнитная и электромеханическая совместимость в электротехнических системах с полупроводниковыми преобразователями. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского горного института, 2000.

Малинин Л. И., Малинин В. И., Макельский В. Д., Тюков В. А. О совместимости преобразователя и двигателя в асинхронном электроприводе // Электричество. 1996. № 5. С. 47 – 51.

Петров Г. П. Оценка качества преобразования энергии в регулируемом асинхронном электроприводе // Электричество. 2000. № 2. С. 23 – 29.

ГОСТ Р 51137–98. Электроприводы регулируемые асинхронные для объектов энергетики. Общие технические условия. М.: Госстандарт России, 1998.

ГОСТ Р 55136–2021/IEC/TS60035-25:2007. Машины электрические вращающиеся. Ч. 25. Руководство по конструкции и характеристикам машин переменного тока, специально предназначенных для питания от преобразователей. М.: Стандартинформ, 2014.

ГОСТ Р МЭК/ТС 60034-17–2009. Машины электрические вращающиеся. Ч. 17. Руководство по применению асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при питании от преобразователей. М.: Стандартинформ, 2011.

Татаринов Д. Е., Козярук А. Е. Алгоритмические методы обеспечения электромеханической совместимости электроприводов при питании от преобразователей частоты // Вестник ЮУрГУ. Сер. «Энергетика» 2016. Т. 16. № 4. С. 77 – 83.

Татаринов Д. Е., Григорян А. С., Пименова И. А. Обеспечение электромеханической совместимости в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах при регулировании частоты ШИМ // Вестник ЮУрГУ. Сер. «Энергетика». 2016. Т. 16. № 1. С. 80 – 86.

Козярук А. Е., Рудаков Р. В. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов / Под общей ред. А. Г. Народицкого. СПб.: Санкт-Петербургская электротехническая компания, 2002.

Анишев Е. Ю. Крутильные колебания вертикальных валопроводов в системе «мощный электропривод с регулируемой частотой вращения — центробежный циркуляционный насос» // Электротехника. 2009. № 6. С. 37 – 41.

Alfredo R. Muсoz, Thomas A. Lipo. Dual Stator Winding Induction Machine Drive // IEEE Transactions on Industry Applications. 2000. Vol. 36. No. 5. P. 1369 – 1379.

Pienkowski K. Analysis and control of dual stator winding induction motor // Archives of Electrical Engineering. 2012. Vol. 61. No. 3. P. 421 – 438.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2024.302.2.001

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 — 2024 НТФ «Энергопрогресс»

Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru