核电厂核岛CAT蓄电池卡特电瓶设备运行维护研究

摘要：近几年，跟着新能源行业的迅速开展，各类电池储能技能在成熟度、可靠性、经济性等方面得到了较大的开展。这种更高的功率密度和更高的能量密度的存储技能，能够确保更长的电力供应，更多样的电力分配需求，也能够更紧密的开展核电厂。基于此，本文从蓄电池的结构、作业原理、功能指标、操作及保护等方面进行了论述，以确保其安全、可靠地运用。

要害词：核电厂；蓄电池；运行保护

引言

为确保安全，核电厂在深度上设置了多个连续的、独立的防护等级，以防止意外事件对人类和环境的损害。为适应不同的防护功用，各核电厂均设有不同的紧迫电力供应及后备电力供应，以确保在不同的操作情况和意外情况下，当外部电力供应呈现问题时，电力供应体系能够安全地关闭。铅酸蓄电池是一种能把化学能转换成电能的装置，能在需求的时候贮存必定的电量，作业原理是把电解质注射到电极板和分隔器中。这种电池叫做 VRLA，以防止电解质的削减，并对电池进行密封。在直流输电线路中，蓄电池起着无足轻重的作用。在通常的条件下，一个直流（DC）体系的充电器会给一个负载供给电力，而且给它的电池充电。当充电器发生毛病时，电池会对其进行充电，确保其作业的平稳。同时，该电池为比如起动 DC电机这样的峰值负荷供给电力需求，以确保母线电压在一个安稳的区间。

一、蓄电池的分类及综合比较

根据电池的种类，可将其划分为耐酸性防爆铅酸电池（富液电池）和阀控密封式铅酸蓄电池（VRLA）。阀控式铅酸蓄电池有两种类型：胶体式和贫液式吸收式。

与富液电池比较， VRLA电池在体积比容量，高电流功能，循环时间，占地面积和修理上都有很大的优越性。该方法解决了现在的大电流和长时间放电能力不能均衡的问题。可是， VRLA电池充电时会呈现热失控的危险，它能够经过进步周围的温度、装备智能充电器，设定恰当的充电参数，设定超温报警和冲击报警，并在报警时进行介入。VRLA电池的热放电是一种失效方法，在充电后，温度和电流的累计交互作用会在电池内发生，然后形成电池的快速上升、温度升高、胀大、变形，最终形成电池失效[1]。

二、核电厂蓄电池现状及问题

首要，富液电池在充电时会发生氢气，这将导致氢的集合和爆炸。所以，室内的氢含量和通风都需求进行。检测电池的比重，液面，水和酸的补充，电解液的装备，这些都是高危险的酸碱作业的一部分。员工须穿防酸服、面罩及橡胶手套，以防电解质飞溅及损伤。在每年一次的检修中，电池也会发生酸性气体，这会对修理工人的呼吸形成损伤。其次，修理本钱很高。按预防性修理方案的需求，对电池进行每周和每月的定时检测。经过对电压、内阻、比重、液面等的查看，能够对电池的不正常情况进行及时的检测和办理。其三，这需求很大的空间。由于其技能特性，仅能竖直摆放，占用空间大、体积大、重量大、更换困难。其四，箱体端帽出口的密封性不好，酸液攀附在杆体上的问题难以解决。要常常擦干净。

三、蓄电池作业原理

在蓄电池充电和放电时，正、负电极之间的电化学反响如下：

负极板上：

正极板上：

从以上的化学反响方程能够看出，这是一种可逆的反响。在放电时，由左边到右边发生化学反响，把化学能转换成电能，然后再放出；在充电期间，从右边到左边的反响将能量转换成化学能并存储。

在必定的充电电压下，氢离子会在负极上开释，然后生成氢气。由于选用了铅-钙合金，所以在充电电压抵达初始值时，氢离子不会被开释或生成氢。不管你怎么调整合金的结构或许怎么进步氢气的超电位，都会在充电电压抵达氢气开释电位时生成。所以，为了控制氢的发生和防止电池水分流失，各厂商在特定的范围内设定了不同的充电电压。

四、蓄电池的保护保养

（一）蓄电池月检

每月对蓄电池进行定时查看，并进行放电试验。检测作业包含：对蓄电池端部的电压、电流进行丈量、记载，必要时调理浮充电压，并对各单元进行记载，并在需求时对电池组进行电荷均衡，以启动板；查看电池组的接线，清洗各电池组。将电池的表面用乙醇或5%的碱水（发酵剂）擦洗[2]。

蓄电池的比重、液位、电池板目测等。依照电解液密度转换公式：，在20℃的基准温度下，其密度应该是1.24+0.05g/cm³ (20℃），或许如果不是，参加1.40g/cm³的调整酸或蒸馏水。若电解液液面降低，则应以纯水（或蒸馏水）进行补充。单体电池的电压应该为2.23伏（+0.1;-0.05）范围。若电解液 T与20℃之差大于5℃，可按下列公式加以调理：

。

（二）蓄电池放电试验

蓄电池组是核电厂安全的要害。在正常作业过程中，蓄电池组有必要进行放电试验，以查验电池的容量。为了发现有毛病的单体电池，要对各个单体的蓄电池进行电压测验。接着，在相同的放电速度下，继续进行放电试验，直至最终的最低电压，以测定真实的安全容限，画出放电曲线，并侦测出有问题的单体。然后再给电源充电，确保电池的作业状态和电量。

（三）蓄电池补充电

运用“恒压法”来给蓄电池充电，首要将2.3 V的端子电压（I10）、也便是220 V组恒压至248 V、110 V组恒压至12 V、48 V组恒压至53 V。然后在充满电之前，将电压保持不变。能量充足的阐明： A在充电期间，电压和比重在3个小时内都能保持安稳。与恒流方法比较，电解质不发生欢腾现象。B在充电处理的结尾，具有0.02至0.05I10的电流。在这一点上，会成为漂浮的电荷。选用以上所述的装料方法，能够防止单一装载机的最终一次装货，然后降低了人员伤亡和作业负荷的危险。

五、蓄电池毛病分析——蓄电池过充

（一）核电厂蓄电池设计改善

秦山核电厂中仅有的一次电池超载。这个毛病处理让修理人员进行了首次的电池充电。OLDK体系中的充电器发生了问题，其充电电压在30 V以上（在正常情况下大约26 V)，然后使电池的充电电流增大，这已经是整个充电器的极限了。由于高的充电电流会使电池发热，同时会发生大量的气体。电解液高速转动，大量的电解液被汽化，整个蓄电池室都弥漫着酸雾。

当修理人员发现问题时，应立即向修理工陈述，待酸雾消散后，对蓄电池进行查看。最终，对整个电池进行更换，并对其进行初步的充电。由于电池具有贮存的特点，所以在电池的运用中，初期的充电是十分要害的。为了充分活化电极片，有必要进行至少两次充分的充放电[3]。

（二）核电厂蓄电池改善后的功能试验

选用富液电池试验方法和承受准则，对充满电的电池进行8个小时的放电，80%C10的恒流放电。每一单元的电压有必要高于1.8 V的放电结束电压8小时，不然将被视为不合格。实验证明， VRLA电池具有杰出的安全性，完全能够取代富液电池。

（三）核电厂蓄电池改善后的收益分析

在实际操作中，核电厂严格依照预防性修理方案和设备更换检修时的充放电能力进行查验，对并网发电过程中的蓄电池进行了周检和月检。

经过对核电厂的实测数据，发现 VRL蓄电池在设置电解液后无需丈量比重、调整电解液、补充电流，其修理周期显着缩短，仅为1/2-1/4；电气设备的充电和放电周期是富液电池的2/3，能够大大降低作业时间和人力本钱。

经过对核动力电池的改造，使其运行可靠性得到了改善，修理危险得到了显著的削减，而且在修理方面的人力费用也得到了较大的改善。

结语

在核电厂的直流体系中，蓄电池是必不可少的。在一般条件下，在直流体系中，蓄电池都是浮充的。为了确保蓄电池的正常运用和保养，确保蓄电池的正常运用，确保核电厂的安全、安稳运行。