SSB蓄电池在核电厂应急供电中的应用研究

SSB蓄电池在核电厂应急供电中的应用研究

核电应急供电体系的多重冗余规划理念要求各备用电源形成有用互补，蓄电池作为无转动部件的静态电源，其快速响应特性在事端初期处置中具有不可替代性。然而，跟着核电厂长周期运转成为常态，蓄电池组容量衰减与事端概率的时变矛盾日益凸显。探索蓄电池功用退化与应急使命需求的动态匹配机制，成为优化核电安全规划的要害突破口。

一、核电厂应急供电需求概述

核电厂属于技能密集且安全要求严厉的能源设备，其应急供电体系是保障核安全的要害防地，直接关系到核电厂在突发事端时能否安全可控，核反应堆运转触及杂乱且高危的核物理与热工进程，一旦失掉正常电力供应，冷却体系、安全壳喷淋体系、反应堆保护体系等诸多要害安全设备都将无法运转。冷却体系停止作业会致使反应堆余热不能及时导出，形成燃料棒温度急剧升高，或许引发燃料包壳熔毁、放射性物质开释等严重后果，安全壳喷淋体系失效就无法按捺安全壳内压力与温度上升，对安全壳完整性构成威胁。

核电厂应急供电需求呈现出多维度的特性，就响应速度而言，作业人员要在事端产生后的极短时刻内，也便是一般以秒来核算的时刻内，自动投入运转，为要害安全设备供给持续稳定的电力，以此避免事端呈现恶化的状况，在供电容量方面，要可符合多个安全相关体系同时运转的需求，这些体系包括反应堆停堆后的冷却、放射性物质监测与处理以及应急指挥通讯等。供电可靠性是最为要害的一点，需求有多重冗余规划，凭借不同电源路径、备用电源设备等方法，确保在如地震、海啸、外部电网溃散等极点灾害的状况下，依旧可可靠地供电，为核电厂应对事端、保护人员与环境安全奠定坚实基础。

二、蓄电池在核电厂应急供电中的应用要点

（一）蓄电池选型与容量配置的技能考量

核电厂应急供电体系关于蓄电池的功用有着十分严厉的要求，这一点在蓄电池的选型阶段就有显着表现，当下铅酸蓄电池以及锂离子蓄电池是在核电厂应急供电范畴应用比较广泛的两种类型，铅酸蓄电池技能发展成熟，有着本钱不高、可靠性较好、保护经验丰富等长处，它采用硫酸电解液和铅基电极资料，凭借化学反应达到电能与化学能的彼此转化。在核电厂里，固定型阀控式铅酸蓄电池由于密封性杰出、不需求定期补水保护而遭到较多重视，不过铅酸蓄电池也存在能量密度相对偏低、循环寿命有限、充电接受才能受温度影响比较大等不足之处，比如在低温环境中，铅酸蓄电池的充电效率会呈现显着下降，有或许导致在应急状况下无法及时储备足够的电能。

锂离子蓄电池依托高能量密度、长循环寿命以及快速充放电才能等长处，在核电厂应急供电范畴开端呈现出自身优势，拿磷酸铁锂电池来说，它的正极资料是磷酸铁锂，有较高的热稳定性与安全性，可切实下降热失控风险，和铅酸蓄电池相较，锂离子蓄电池在相同的体积与分量状况下，作业人员能够存储更多电能，能符合核电厂应急供电需求，又能减少设备占地面积与分量。

在进行蓄电池容量配置作业时，要精准明确应急供电的负荷需求，此项需求覆盖了要害安全设备的功率、运转时长以及潜在的负荷增长等多方面要素，以反应堆冷却泵为例，其发动电流较大，并且需求持续运转一段时刻，以此来确保反应堆余热可被有用排出，这便要求蓄电池拥有足够的容量，用以符合该设备发动及运转期间的电能需求。倘若放电深度过大，将会加快蓄电池的老化进程，使其使用寿命缩短，要根据蓄电池的类型以及特性，合理断定最大答应放电深度[1]。

（二）蓄电池充电与放电办理的技能战略

锂离子蓄电池的充电办理相比其他类型更为杂乱，其需求对充电电压、电流以及温度等参数进行精确操控，锂离子蓄电池的充电进程一般会被划分红预充、恒流充以及恒压充这三个阶段，预充阶段是当电池电压处于较低水平时，运用较小的电流来为电池充电，以此激活电池内部所产生的化学反应，避免因大电流充电而对电池形成危害。恒流充阶段是在电池电压上升至一定数值之后，以稳定不变的电流对电池打开快速充电，让电池电压逐步升高，恒压充阶段是在电池电压快要接近充电截止电压时，保持充电电压保持稳定，此时充电电流会逐步减小，一直到充电电流下降至设定好的截止电流值，充电进程便宣告结束，另外锂离子蓄电池对温度十分灵敏，在充电进程傍边需求装备高效的散热体系，以此确保电池温度一直处于安全的范围之内

[2]。一旦电池温度过高，就有或许引发热失控，形成电池起火、爆破等严重后果。

关于核电厂而言在放电办理这个范畴，需求构建起一套完备的蓄电池放电监测以及预警机制，凭借对蓄电池端电压、放电电流、剩余容量等参数打开实时监测，可及时了解蓄电池的放电状况，一旦蓄电池放电到所设定的下限电压，就要立刻停止放电，避免过放给蓄电池带来无法挽回的危害。要守时对蓄电池展开放电实验，以此来检验其实践容量以及功用状况，放电实验可采纳恒流放电或许模仿实践应急负荷这样的方法来实施，凭借记录放电进程里的电压、电流以及时刻等数据，评价蓄电池的健康状况，为蓄电池的保护和替换给予根据[3]。

（三）蓄电池保护与健康办理的技能手法

锂离子蓄电池的保护最要害的是电池办理体系的功用保护以及毛病诊断，电池办理体系承当着实时监测电池电压、电流、温度、SOC以及SOH等参数的使命，根据这些参数来精准操控电池的充放电进程，需求定期对电池办理体系展开校准与测验作业，以此确保其丈量精度以及操控功用的可靠性。要构建完善的毛病诊断和预警机制，一旦电池办理体系检测到电池呈现如电压过高或过低、温度异常、内阻增大等异常状况时，可及时宣布警报，并且采纳相应保护措施，像切断充放电回路、发动散热体系等，避免毛病扩展。

在蓄电池健康办理范畴，核电厂可运用先进的电池监测技能以及数据分析手法，举例来说，凭借内阻测验仪守时丈量蓄电池内阻，内阻的改变能够表现蓄电池的老化程度与功用状况，当蓄电池内阻增大到特定程度时，意味着其功用已然下降，需进行保护或许替换，还可凭借构建蓄电池功用模型与数据库，对蓄电池前史运转数据打开分析，猜测蓄电池剩余使用寿命以及毛病产生概率，为蓄电池保护决策供给科学根据[4]。