[发明专利]具有离网电源的多模块化电力设备

说明书

一种多模块化电力设备，可包括：多个现场核电模块，被配置成产生电力设备输出，其中核电模块中的一个或多个可被指定为服务模块单元，服务模块单元被配置成产生电力设备输出的第一部分。核电模块中的其余核电模块可被配置成产生电力设备输出的第二部分。数个电力设备系统，可被配置成使用与电力设备的厂用负荷相关联的电来操作，其中电力设备输出的第一部分等于或大于厂用负荷。此外，开关站可被配置成将电力设备电连接到分布式电网。分布式电网可被配置成服务于多个地理上分散的消费者，以及开关站可被配置成将电力设备输出的第二部分应用于分布式电网。开关站可被进一步配置成在失去来自分布式电网的电力期间，将电力设备输出的第一部分的至少一部分应用于电力设备系统。

本申请要求2016年12月2日递交的美国专利申请第15/367,405号、以及2016年3月23日递交的标题为“多模块化电力设备”(Multi-Modular Power Plant)的美国临时专利申请第62/312,094号的优先权权益，其中所述美国专利申请第15/367,405号要求2015年12月17日递交的标题为“用于关键任务应用的高可靠性的核电”(Highly Reliable NuclearPower for Mission-Critical Applications)的美国临时专利申请第62/268,992号的优先权权益，上述专利申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及用于控制与电力设备(power plant)相关联的电力的产生、消耗、输出和可靠性的系统、装置、结构和方法。

背景技术

对某些类型的设施的能量需求可能需要持续的或接近于持续的不中断的具有可按需获得所需要的量的能量的高可靠性等级的能量供应。一些类型的设施可能通过提供基本能源(例如燃烧煤或天然气的电力设备)以及备用能源(例如柴油发电机和/或电池)来满足其能量可靠性需求。然而，存在快速增长的关于煤和天然气排放的环境影响的关注，这可能显著地减少或阻止未来将煤和天然气用于电力生产。此外，备用能源可能具有有限的能量供应，其旨在操作有限的时间段和/或仅提供足够用于有限的服务的电力。超过相对短的时间段的场外电力的缺乏可能导致设施所依赖的用于持续操作的能量供应的中断。

已知的核电力设备也可以被设计为具有一个或多个可用于在缺乏场外电力的情况下提供电力的备用能源。此外，许多核电力设备被设计为在缺乏电力的情况下执行非安全停堆，使得反应堆可以使用被动技术(例如重力、自然循环和其它物理规律)来停机和冷却。然而，核反应堆的非安全停堆可能需要显著数量的反应堆和/或设备的安全功能在反应堆停机时按照期望地执行。尽管在概率上较远，但是反应堆设计可能需要考虑其中一个或多个安全功能可能不按照期望执行的各种场景，由此可能增加反应堆设计的成本和复杂性。

本申请针对这些和其它的问题。

发明内容

在此公开了一种多模块化电力设备，包括多个产生电力设备输出的现场核电模块。一个或多个所述核电模块可以被设计为产生所述电力设备输出的第一部分的服务模块单元或服务单元，并且剩余的核电模块可以产生所述电力设备输出的第二部分。许多电力设备系统可以使用与电力设备的厂用负荷(house load)相关联的电力来操作，并且所述电力设备输出的第一部分可以等于或大于所述厂用负荷。开关站可以将所述电力设备电连接到分布式电网，所述分布式电网服务于多个地理上分散的消费者。开关站可以将所述电力设备输出的第二部分应用于所述分布式电网，并在来自所述分布式电网的电力缺乏的期间，将所述电力设备输出的第一部分的至少一部分路由到所述电力设备系统。