康明斯柴油发电机满足海洋核动力对配置所有要求

由于海洋核动力平台是船舶与反应堆的结合，与陆上核电站相比，海上核电站没有厂外电源，设备布置空间也相对较小；与民用船舶相比，海上核电站多了一套（或多套）核反应堆发电装置，因此对康明斯柴油发电机的配置和使用工况与陆上核电及民用船舶均有较大区别。

核电安全导则要求，多核电厂的每一座反应堆应有隔离和独立的应急动力系统。因此海洋核动力平台应考虑为每一座反应堆至少配置两台核应急柴油发电机，作为两个应急动力系统的电源设备。两台柴油发电机组安装在相互分隔的厂房里，保证发生单一系统或部件不能执行其预定功能的故障不会导致两台柴油发电机同时无法工作，单台康明斯柴油发电机的输出功率至少应能满足以下两种工况下最大需求功率的 110%：

电网环境和含直流分量的影响，精准提取出基波同步信号。海洋核动力平台作为一种特殊海洋船舶，船上所有康明斯柴油发电机首先均应满足船用条件（冲击、振动、摇摆、温湿度、盐雾、凝露、霉菌等），建造、使用过程中应满足 CCS 等船级社要求。

为反应堆配置的核应急康明斯柴油发电机还应同时满足核级柴油发电机的一些特殊要求，主要有：1）启动可靠性高。为了保证柴油机启动可靠性，一般设置两种独立启动方式，调速系统冗余设计，要求进行 100 次连续成功启动可靠性考核；同时燃油系统也进行冗余设计，保证供油安全性。2）运行可靠性高。一般要求具备每年 8760 h 持续额定功率工作能力，并每 24 h 内具备 2 h 短时 110％额定功率工作能力。3）短时启动能力强。一般要求接收到启动信号后 10~20 s 内启动，达到额定频率和电压，具备按程序加载能力。 4）抗老化设计。一般要求根据安全功能相关部件进行老化分析、试验，并进行老化鉴定。 5）质保体系。一般要求制定严格的质保监管体系，注重全过程控制，保留全过程各种记录、资料，实施 H、W、R 点分级监造，监造成本、资料记录成本昂贵，要求设备生产厂家取得核级设备生产资格许可证。

柴油发电机控制和保护：船用康明斯柴油发电机设置机旁控制箱，主要具备柴油发电机的操作、保护、显示、报警、信号延伸等功能。 核应急柴油发电机应设置有柴油发电机组的启停机控制、保护、机组参数监测和报警、柴油发电机组辅助系统主要设备的监测与控制等一系列功能的电气监控系统。启停控制主要包括就地操作与远方操作两种方式，实现柴油发电机组启动、停机，并具有手动、自动电压调节功能。不论柴油发电机以何种方式启动，手动停机只能就地进行，在发出正常停机信号的同时出现应急启动信号，则应急启动信号具有优先权[5]。保护主要实现柴油发电机供电工况及定期试验期间短路故障及异常状态保护（差动保护、过流保护、过载保护、逆功率保护、电压异常保护、频率异常保护等），以及能实现柴油机超速、润滑油异常、冷却水异常等保护，关系到柴油发电机正常运行的保护（如超速），应设置 3 个传感器，当其中 2 个传感器发出停机信号时，柴油发电机才执行动作。当柴油发电机组应急供电运行时，只投入发半周积分方法，并增加改进的 SOGI-OSG 结构以消除直流偏压产生的影响。然而，这两种方法仅适用于单相系统，不能直接应用于三相电网系统。另有学者通过增加积分单元来消除直流分量，虽然取得不错的效果，但结构相对复杂，对于谐波畸变、电网电压不平衡的环境下难以适用。一些国外学者提出 SOGI-LKF 方案结合 SOGI 和线性卡尔曼滤波器消除谐波和直流分量。然而，该方法的收敛速度取决于卡尔曼滤波器的合理配置，并且该方案的动态效果不理想。