核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與安裝
發(fā)布時(shí)間：2024-04-28 點(diǎn)擊：156
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與安裝
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組主要應(yīng)用于核電站應(yīng)急備用電力系統(tǒng)，在核電站應(yīng)急電力系統(tǒng)失去廠外電源后向安全系統(tǒng)設(shè)備以及其他指定的非安全系統(tǒng)設(shè)備提供電源，保證核安全級(jí)或安全相關(guān)級(jí)的設(shè)備執(zhí)行其功能。康明斯電力技術(shù)有限公司產(chǎn)品性能滿足核安全法規(guī)要求，于2003年批準(zhǔn)投入正式生產(chǎn)。
1．項(xiàng)目概述
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組基本的技術(shù)要求：機(jī)械設(shè)備安全級(jí)；電氣1e級(jí)；抗震i類；質(zhì)保qa1級(jí)。
機(jī)械設(shè)備安全級(jí)是在核電站應(yīng)急電力系統(tǒng)失去廠外電源后在任何設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件發(fā)生時(shí)和發(fā)生后都必須具有運(yùn)行能力，向安全系統(tǒng)設(shè)備以及其他指定的非安全系統(tǒng)設(shè)備提供電源，這些設(shè)備和系統(tǒng)是完成反應(yīng)堆緊急停堆、安全殼隔離、堆芯冷卻以及從安全殼和反應(yīng)堆排出熱量所必須的，或者是防止放射性物質(zhì)向環(huán)境大量排放所必須的。
電氣1e級(jí)是指核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組為1e級(jí)電力系統(tǒng)設(shè)備，主要作用是為反應(yīng)堆停堆系統(tǒng)、專設(shè)安全設(shè)施和輔助支持設(shè)施供電。
抗震i類是設(shè)備應(yīng)能承受在廠區(qū)內(nèi)可能遭受的一次最大地面運(yùn)動(dòng)（obe）和在廠區(qū)內(nèi)可能發(fā)生的最大地震（sse）并保證在地震發(fā)生時(shí)或（和）地震后均能履行其安全功能。
質(zhì)保qa1級(jí)是核安全級(jí)設(shè)備必須滿足的，包括管理性和技術(shù)性質(zhì)保。
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組除了必須滿足其使用性能要求外，其關(guān)鍵技術(shù)就是從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上必須保證在地震發(fā)生時(shí)或（和）地震后發(fā)電機(jī)組均能啟動(dòng)并滿足對(duì)它的基本性能要求。
2．技術(shù)方案
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組包括柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、抗震底座、冷卻水箱、啟動(dòng)蓄電池組、減震橡膠墊、安裝底板和系統(tǒng)集成的控制柜和開關(guān)柜等。
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)上強(qiáng)大的抗地震功能。在地震發(fā)生時(shí)或（和）地震后發(fā)電機(jī)組均能啟動(dòng)并滿足對(duì)它的基本性能要求。
其特點(diǎn)是：柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)通過飛輪殼和連接套對(duì)中定位方連接，柴油機(jī)的飛輪盤和發(fā)電機(jī)的連接盤用螺栓連接傳遞動(dòng)力。散熱水箱是發(fā)電機(jī)組的散熱器，由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇把冷風(fēng)吹進(jìn)散熱水箱的散熱片間隙，將冷卻水的熱量傳遞給大氣，降低冷卻水的溫度。抗震底座是發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的公共底座，其結(jié)構(gòu)是一個(gè)剛性的鋼結(jié)構(gòu)框架。柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和散熱水箱直接安裝在公共底座上。安裝底板是安裝橡膠減震墊用的，其通過二次灌漿用錨定螺釘固定在基礎(chǔ)上，機(jī)
組的抗震底座下面安裝橡膠減震墊并固定在安裝底板上。啟動(dòng)蓄電池組為柴油機(jī)的直流啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電力，直流啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，使柴油機(jī)啟動(dòng)。啟動(dòng)蓄電池組布置在靠近發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上并給予固定。控制柜是發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)總成，包括啟動(dòng)，保護(hù)，通信等各種功能。開關(guān)柜是發(fā)電機(jī)組電力輸出的總開關(guān)，用于連接發(fā)電機(jī)組和負(fù)載。控制柜和開關(guān)柜兩個(gè)柜拼在一起并固定在機(jī)房?jī)?nèi)適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 如圖1所示是核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合該圖對(duì)核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)做進(jìn)一步說明。
圖1 核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖
1）整體結(jié)構(gòu)柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)通過飛輪殼和連接套對(duì)中定位連成一體，柴油機(jī)的飛輪盤和發(fā)電機(jī)的連接盤用螺栓連接傳遞動(dòng)力。由于柴油機(jī)的飛輪殼和發(fā)電機(jī)的連接套具有足夠的剛性和強(qiáng)度，其定位凸臺(tái)和止口與軸的同軸度精度很高，能保證柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)連接的同軸度和整體剛度。最大限度地減少發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主軸上的扭振。
柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和散熱水箱直接安裝在公共底座上，其相互位置定位準(zhǔn)確，連接強(qiáng)度高。
2）抗震底座其結(jié)構(gòu)是一個(gè)剛性的鋼結(jié)構(gòu)箱型框架。在柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)支腳安裝部位都有相應(yīng)的橫梁補(bǔ)強(qiáng)，以確保底座的強(qiáng)度和剛度。
3）橡膠減震墊布置在抗震底座和基礎(chǔ)安裝底板之間，有效地隔斷發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)向基礎(chǔ)傳遞和緩沖地震時(shí)地震波對(duì)發(fā)電機(jī)組的沖擊。
4）抗震底座上安裝的部件采用特別的加固措施，安裝重心較高的散熱水箱兩側(cè)面加裝水箱支架（見圖9-10中序號(hào)10），以形成三角形支撐結(jié)構(gòu)，增加水箱的穩(wěn)定性。安裝位置較高的空濾器，其支架采用雙柱龍門架結(jié)構(gòu)（見圖9-10中序號(hào)4），增加了抗震功能。
5）系統(tǒng)集成的控制柜和開關(guān)柜采用整體框架式結(jié)構(gòu)，梁與柱的結(jié)點(diǎn)都用三角支撐件緊固加強(qiáng)，所有側(cè)板、頂板、底板折邊嵌入框架并用螺釘緊固，門板折邊成型并適當(dāng)布置加強(qiáng)梁予以加強(qiáng)，這兩個(gè)柜上面安裝的電氣元器件也用夾板，卡夾和扎帶等予以限位，固定和扎緊。兩面柜子側(cè)面拼接在一起增加了系統(tǒng)的剛性，底架和底板通過預(yù)埋螺栓有效地鎖緊在基礎(chǔ)上，能有效抵抗振動(dòng)的沖擊。
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組相對(duì)普通發(fā)電機(jī)組來說有更加嚴(yán)格的要求，如100次的啟動(dòng)加載不允許有一次失敗；在發(fā)電機(jī)組使用所在地最大烈度地震災(zāi)害中發(fā)電機(jī)組應(yīng)能順利啟動(dòng)并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能分批帶載。所以必須經(jīng)過一系列檢查、試驗(yàn)和專家鑒定以證明發(fā)電機(jī)組達(dá)到了安全級(jí)的要求。同時(shí)發(fā)電機(jī)組必須通過電氣性能的常規(guī)試驗(yàn)、啟動(dòng)和加載試驗(yàn)、負(fù)載能力試驗(yàn)、裕度試驗(yàn)、抗震試驗(yàn)和震后功能試驗(yàn)。所有試驗(yàn)合格并經(jīng)專家委員會(huì)鑒定通過之后，這個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組才能認(rèn)定為核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組。
3．設(shè)備性能參數(shù)
此案例主要性能指標(biāo)包括：
1）柴油發(fā)電機(jī)組額定輸出功率為840kw。
2）供貨設(shè)備壽命為30年，等效3000h可用（可更換磨損件）。
3）每套啟動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證可以連續(xù)成功啟動(dòng)5次。
4）柴油發(fā)電機(jī)組在收到啟動(dòng)信號(hào)10s內(nèi)應(yīng)能達(dá)到穩(wěn)定的額定頻率和額定電壓，并按規(guī)定程序帶載。
5）發(fā)電機(jī)組及其輔助系統(tǒng)具有高度的啟動(dòng)和運(yùn)行的可靠性，發(fā)電機(jī)組在壽命期內(nèi)自啟動(dòng)的失效率不大于1％。
6）發(fā)電機(jī)組應(yīng)能保證其30％額定功率的電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)，其中包括單臺(tái)最大功率電動(dòng)機(jī)（90kw），并能夠承受50％額定功率的突加負(fù)載。
7）柴油發(fā)電機(jī)組在接到應(yīng)急啟動(dòng)信號(hào)后，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)啟動(dòng)，首先達(dá)到額定電壓、頻率的發(fā)電機(jī)組開始帶載，如果該機(jī)運(yùn)行正常，另一臺(tái)發(fā)電機(jī)組空載半小時(shí)后停機(jī)（空載后發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行）；如果帶載的發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障報(bào)警，另一臺(tái)發(fā)電機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)，啟動(dòng)成功后自動(dòng)切換帶載。
8）發(fā)電機(jī)組連續(xù)100次啟動(dòng)試驗(yàn)無失敗。
柴油發(fā)電機(jī)排煙管的安裝注意事項(xiàng)
柴油發(fā)電機(jī)組氣缸體和氣缸蓋裂紋的修理方法
康明斯發(fā)電機(jī)組的開箱檢查和安裝流程
解析柴油發(fā)電機(jī)無法啟動(dòng)的幾個(gè)原因以及應(yīng)對(duì)措施
柴油發(fā)電機(jī)廠家講解靜音式發(fā)電機(jī)組震動(dòng)過大的原因
機(jī)油常識(shí)：發(fā)電機(jī)組新舊機(jī)油混用會(huì)加快機(jī)油氧化
1800KW集裝箱式柴油發(fā)電機(jī)組規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)
柴油發(fā)電機(jī)組的用途和系統(tǒng)組成
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組主要應(yīng)用于核電站應(yīng)急備用電力系統(tǒng)，在核電站應(yīng)急電力系統(tǒng)失去廠外電源后向安全系統(tǒng)設(shè)備以及其他指定的非安全系統(tǒng)設(shè)備提供電源，保證核安全級(jí)或安全相關(guān)級(jí)的設(shè)備執(zhí)行其功能。康明斯電力技術(shù)有限公司產(chǎn)品性能滿足核安全法規(guī)要求，于2003年批準(zhǔn)投入正式生產(chǎn)。
1．項(xiàng)目概述
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組基本的技術(shù)要求：機(jī)械設(shè)備安全級(jí)；電氣1e級(jí)；抗震i類；質(zhì)保qa1級(jí)。
機(jī)械設(shè)備安全級(jí)是在核電站應(yīng)急電力系統(tǒng)失去廠外電源后在任何設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件發(fā)生時(shí)和發(fā)生后都必須具有運(yùn)行能力，向安全系統(tǒng)設(shè)備以及其他指定的非安全系統(tǒng)設(shè)備提供電源，這些設(shè)備和系統(tǒng)是完成反應(yīng)堆緊急停堆、安全殼隔離、堆芯冷卻以及從安全殼和反應(yīng)堆排出熱量所必須的，或者是防止放射性物質(zhì)向環(huán)境大量排放所必須的。
電氣1e級(jí)是指核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組為1e級(jí)電力系統(tǒng)設(shè)備，主要作用是為反應(yīng)堆停堆系統(tǒng)、專設(shè)安全設(shè)施和輔助支持設(shè)施供電。
抗震i類是設(shè)備應(yīng)能承受在廠區(qū)內(nèi)可能遭受的一次最大地面運(yùn)動(dòng)（obe）和在廠區(qū)內(nèi)可能發(fā)生的最大地震（sse）并保證在地震發(fā)生時(shí)或（和）地震后均能履行其安全功能。
質(zhì)保qa1級(jí)是核安全級(jí)設(shè)備必須滿足的，包括管理性和技術(shù)性質(zhì)保。
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組除了必須滿足其使用性能要求外，其關(guān)鍵技術(shù)就是從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上必須保證在地震發(fā)生時(shí)或（和）地震后發(fā)電機(jī)組均能啟動(dòng)并滿足對(duì)它的基本性能要求。
2．技術(shù)方案
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組包括柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、抗震底座、冷卻水箱、啟動(dòng)蓄電池組、減震橡膠墊、安裝底板和系統(tǒng)集成的控制柜和開關(guān)柜等。
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)上強(qiáng)大的抗地震功能。在地震發(fā)生時(shí)或（和）地震后發(fā)電機(jī)組均能啟動(dòng)并滿足對(duì)它的基本性能要求。
其特點(diǎn)是：柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)通過飛輪殼和連接套對(duì)中定位方連接，柴油機(jī)的飛輪盤和發(fā)電機(jī)的連接盤用螺栓連接傳遞動(dòng)力。散熱水箱是發(fā)電機(jī)組的散熱器，由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇把冷風(fēng)吹進(jìn)散熱水箱的散熱片間隙，將冷卻水的熱量傳遞給大氣，降低冷卻水的溫度。抗震底座是發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的公共底座，其結(jié)構(gòu)是一個(gè)剛性的鋼結(jié)構(gòu)框架。柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和散熱水箱直接安裝在公共底座上。安裝底板是安裝橡膠減震墊用的，其通過二次灌漿用錨定螺釘固定在基礎(chǔ)上，機(jī)
組的抗震底座下面安裝橡膠減震墊并固定在安裝底板上。啟動(dòng)蓄電池組為柴油機(jī)的直流啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電力，直流啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，使柴油機(jī)啟動(dòng)。啟動(dòng)蓄電池組布置在靠近發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上并給予固定。控制柜是發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)總成，包括啟動(dòng)，保護(hù)，通信等各種功能。開關(guān)柜是發(fā)電機(jī)組電力輸出的總開關(guān)，用于連接發(fā)電機(jī)組和負(fù)載。控制柜和開關(guān)柜兩個(gè)柜拼在一起并固定在機(jī)房?jī)?nèi)適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 如圖1所示是核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合該圖對(duì)核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)做進(jìn)一步說明。
圖1 核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖
1）整體結(jié)構(gòu)柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)通過飛輪殼和連接套對(duì)中定位連成一體，柴油機(jī)的飛輪盤和發(fā)電機(jī)的連接盤用螺栓連接傳遞動(dòng)力。由于柴油機(jī)的飛輪殼和發(fā)電機(jī)的連接套具有足夠的剛性和強(qiáng)度，其定位凸臺(tái)和止口與軸的同軸度精度很高，能保證柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)連接的同軸度和整體剛度。最大限度地減少發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主軸上的扭振。
柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和散熱水箱直接安裝在公共底座上，其相互位置定位準(zhǔn)確，連接強(qiáng)度高。
2）抗震底座其結(jié)構(gòu)是一個(gè)剛性的鋼結(jié)構(gòu)箱型框架。在柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)支腳安裝部位都有相應(yīng)的橫梁補(bǔ)強(qiáng)，以確保底座的強(qiáng)度和剛度。
3）橡膠減震墊布置在抗震底座和基礎(chǔ)安裝底板之間，有效地隔斷發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)向基礎(chǔ)傳遞和緩沖地震時(shí)地震波對(duì)發(fā)電機(jī)組的沖擊。
4）抗震底座上安裝的部件采用特別的加固措施，安裝重心較高的散熱水箱兩側(cè)面加裝水箱支架（見圖9-10中序號(hào)10），以形成三角形支撐結(jié)構(gòu)，增加水箱的穩(wěn)定性。安裝位置較高的空濾器，其支架采用雙柱龍門架結(jié)構(gòu)（見圖9-10中序號(hào)4），增加了抗震功能。
5）系統(tǒng)集成的控制柜和開關(guān)柜采用整體框架式結(jié)構(gòu)，梁與柱的結(jié)點(diǎn)都用三角支撐件緊固加強(qiáng)，所有側(cè)板、頂板、底板折邊嵌入框架并用螺釘緊固，門板折邊成型并適當(dāng)布置加強(qiáng)梁予以加強(qiáng)，這兩個(gè)柜上面安裝的電氣元器件也用夾板，卡夾和扎帶等予以限位，固定和扎緊。兩面柜子側(cè)面拼接在一起增加了系統(tǒng)的剛性，底架和底板通過預(yù)埋螺栓有效地鎖緊在基礎(chǔ)上，能有效抵抗振動(dòng)的沖擊。
核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組相對(duì)普通發(fā)電機(jī)組來說有更加嚴(yán)格的要求，如100次的啟動(dòng)加載不允許有一次失敗；在發(fā)電機(jī)組使用所在地最大烈度地震災(zāi)害中發(fā)電機(jī)組應(yīng)能順利啟動(dòng)并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能分批帶載。所以必須經(jīng)過一系列檢查、試驗(yàn)和專家鑒定以證明發(fā)電機(jī)組達(dá)到了安全級(jí)的要求。同時(shí)發(fā)電機(jī)組必須通過電氣性能的常規(guī)試驗(yàn)、啟動(dòng)和加載試驗(yàn)、負(fù)載能力試驗(yàn)、裕度試驗(yàn)、抗震試驗(yàn)和震后功能試驗(yàn)。所有試驗(yàn)合格并經(jīng)專家委員會(huì)鑒定通過之后，這個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組才能認(rèn)定為核安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組。
3．設(shè)備性能參數(shù)
此案例主要性能指標(biāo)包括：
1）柴油發(fā)電機(jī)組額定輸出功率為840kw。
2）供貨設(shè)備壽命為30年，等效3000h可用（可更換磨損件）。
3）每套啟動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證可以連續(xù)成功啟動(dòng)5次。
4）柴油發(fā)電機(jī)組在收到啟動(dòng)信號(hào)10s內(nèi)應(yīng)能達(dá)到穩(wěn)定的額定頻率和額定電壓，并按規(guī)定程序帶載。
5）發(fā)電機(jī)組及其輔助系統(tǒng)具有高度的啟動(dòng)和運(yùn)行的可靠性，發(fā)電機(jī)組在壽命期內(nèi)自啟動(dòng)的失效率不大于1％。
6）發(fā)電機(jī)組應(yīng)能保證其30％額定功率的電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)，其中包括單臺(tái)最大功率電動(dòng)機(jī)（90kw），并能夠承受50％額定功率的突加負(fù)載。
7）柴油發(fā)電機(jī)組在接到應(yīng)急啟動(dòng)信號(hào)后，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)啟動(dòng)，首先達(dá)到額定電壓、頻率的發(fā)電機(jī)組開始帶載，如果該機(jī)運(yùn)行正常，另一臺(tái)發(fā)電機(jī)組空載半小時(shí)后停機(jī)（空載后發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行）；如果帶載的發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障報(bào)警，另一臺(tái)發(fā)電機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)，啟動(dòng)成功后自動(dòng)切換帶載。
8）發(fā)電機(jī)組連續(xù)100次啟動(dòng)試驗(yàn)無失敗。
柴油發(fā)電機(jī)排煙管的安裝注意事項(xiàng)
柴油發(fā)電機(jī)組氣缸體和氣缸蓋裂紋的修理方法
康明斯發(fā)電機(jī)組的開箱檢查和安裝流程
解析柴油發(fā)電機(jī)無法啟動(dòng)的幾個(gè)原因以及應(yīng)對(duì)措施
柴油發(fā)電機(jī)廠家講解靜音式發(fā)電機(jī)組震動(dòng)過大的原因
機(jī)油常識(shí)：發(fā)電機(jī)組新舊機(jī)油混用會(huì)加快機(jī)油氧化
1800KW集裝箱式柴油發(fā)電機(jī)組規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)
柴油發(fā)電機(jī)組的用途和系統(tǒng)組成