CN102479561A - 一种新型混合热力循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于核电能源技术领域的一种新型混合热力循环系统。以电功率为900MW的压水堆为例，一回路系统结构不变，二回路与原压水堆的二回路相比，增加了两座热功率250MW、电功率100MW的模块式高温气冷堆作为过热堆。所有饱和蒸汽从蒸汽发生器流出后平均分为两部分，分别进入两座高温气冷堆的蒸汽过热器压力壳内的过热器，通过与高温氦气进行热交换，使饱和蒸汽具有一定的过热度，再汇流进入蒸汽轮机做功。采用此方法有利于大幅度提高原压水堆二回路的循环热效率，并能提高蒸汽轮机运行的安全性，具有很高的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于核电能源技术领域，特别涉及一种新型混合热力循环系统。
背景技术
现有的压水堆核电站二回路系统布置如图l所示，其主要设备包括：蒸汽发生器、蒸汽轮机、汽水分离再热器、凝汽器、凝结水泵、轴封冷却器、低压加热器、除氧器、给水泵和高压加热器。在满功率运行状态下，蒸汽发生器产生的饱和蒸汽由主蒸汽管道先进入高压缸膨胀做功，并且从高压缸的不同级抽部分蒸汽进入6号高压加热器和7号高压加热器用于加热给水以及送到汽水分离再热器加热高压缸排汽。高压缸排汽一部分进入除氧器，大部分进入汽水分离再热器，进行汽水分离，并由抽汽和新蒸汽对其进行两次再热成为过热蒸汽。该过热蒸汽再进入三台低压缸膨胀做功，并且从低压缸不同级抽取部分蒸汽分别送往4号低压加热器、3号低压加热器、2号低压加热器和l号低压加热器。低压缸排汽进入凝汽器。
凝结水由凝结水泵升压后经轴封冷却器，再经四级低压加热器加热，送往除氧器除氧和加热。除氧器处理后的水经过主给水泵加压后流经6号高压加热器和7号高压加热器进一步加热，最后进入蒸汽发生器二次侧，吸收反应堆一回路冷却剂热量后变为饱和蒸汽，从而完成一个完整的热力循环。
压水堆核电站二回路蒸汽参数必须受一回路参数的制约，其温度和压力值通常较低，明显降低了整个二回路的循环热效率。此外，高压缸完全在湿蒸汽状态下工作，末级叶片水刷严重，使高压缸内效率和安全性都大为降低。
发明内容
本发明针对现有压水堆核电站二回路系统的缺点，提供一种新型混合热力循环系统。
本发明采用的技术方案为：在压水堆二回路热力系统的蒸汽发生器后增设高温气冷堆，压水堆核电站二回路热力系统的蒸汽发生器产生的饱和蒸汽经过高温气冷堆的蒸汽过热器，与高温氦气进行热交换，转变为过热蒸汽，再流进高压缸做功。
所述高温气冷堆采用一座电功率900MW的压水堆和两座热功率250MW的模块式高温气冷堆。
所述饱和蒸汽以相同的流量分别进入两座高温气冷堆的蒸汽过热器。
压水堆核电站二回路中引入两座热功率250MW的模块式高温气冷堆，蒸汽发生器产生的饱和蒸汽分为两部分，分别进入两座高温气冷堆的蒸汽过热器压力壳内的过热器，与高温气冷堆的高温氦气进行热交换，从而使流出蒸汽过热器的蒸汽具有一定的过热度。最后，两部分蒸汽再汇流进入高压缸做功。
本发明的有益效果是：提高了压水堆核电站二回路进入高压缸蒸汽的初温，由蒸汽初温对郎肯循环的热效率影响可知，二回路的循环热效率会相应提高。进入高压缸的蒸汽由原先的饱和蒸汽变为同压力下的过热蒸汽，因此高压缸内的蒸汽平均湿度降低，湿气损失减少，高压缸相对内效率提高。通过计算表明，电功率为900MW的压水堆二回路的热效率约为34%，压水堆和高温气冷堆的混合热力循环系统的二回路热效率约为37%。两座电功率100MW的高温气冷堆和一座电功率900MW的压水堆各自单独运行时，总电功率为1100MW，而采用混合循环后，总电功率达到1164MW，比各自单独运行时提高了64MW。此外，高压缸末级的安全性也因蒸汽湿度的大幅度降低而提高。进入低压缸的蒸汽温度也相应提高，低压缸相对内效率提高。
附图说明
图l是现今压水堆二回路热力系统图。
图2是本发明所述的压水堆和高温气冷堆的混合热力循环系统图。
图3是高温气冷堆系统简图。
图中标号：
1－蒸汽发生器；2-高压缸；3-汽水分离再热器；4-低压缸；5-凝汽器；6-凝结水泵；7-轴封冷却器；8-1号低压加热器；9-2号低压加热器；10-3号低压加热器；11-4号低压加热器；12-除氧器；13-主给水泵；14-6号高压加热器；15-7号高压加热器；16-高温气冷堆的蒸汽过热器压力壳；17-蒸汽过热器；18-氦气循环风机；19-热气导管；20-热氦通道；21-冷氦通道；22-堆芯。
具体实施方式
本发明提供了一种新型混合热力循环系统，下面通过附图说明和具体实施方式对本发明做进一步说明。
图2中，蒸汽发生器l产生的饱和蒸汽平均分为两部分，分别进入两座高温气冷堆蒸汽过热器压力壳16内的蒸汽过热器17。饱和蒸汽和高温氦气进行热交换，吸收热能转变为过热蒸汽，两部分过热蒸汽再汇流进入高压缸2做功，从高压缸2的不同级抽部分蒸汽进入6号高压加热器14和7号高压加热器15用于加热给水以及送到汽水分离再热器3加热高压缸2排汽。高压缸2排汽一部分进入除氧器12，大部分进入汽水分离再热器3，进行汽水分离，并由抽汽和新蒸汽对其进行两次再热成为过热蒸汽。该过热蒸汽再进入三台低压缸4膨胀做功，并且从低压缸4不同级抽取部分蒸汽分别送往4号低压加热器11、3号低压加热器10、2号低压加热器9和l号低压加热器8。低压缸4排汽进入凝汽器5。
凝结水由凝结水泵6升压后经轴封冷却器7，再经四级低压加热器加热，送往除氧器12除氧和加热。除氧器12处理后的水经过主给水泵13加压后流经两级高压加热器进一步加热，最后进入蒸汽发生器l二次侧，吸收反应堆一回路冷却剂热量后变为饱和蒸汽，从而完成一个完整的热力循环。
图3中，冷氦通道21的低温氦气流经反应堆堆芯22后，低温氦气转变为高温氦气，经过热氦通道20，通过热气导管19进入高温气冷堆的蒸汽过热器压力壳16内，流经蒸汽过热器17，同换热管内的饱和蒸汽进行热交换，释放热量后转变为低温氦气，经过氦风机18加压，通过热气导管19再进入冷氦通道21，从而完成氦气的一个完整热力循环。
Claims (3)
1. 一种新型混合热力循环系统，其特征在于，在压水堆二回路热力系统的蒸汽发生器后增设高温气冷堆，压水堆核电站二回路热力系统的蒸汽发生器产生的饱和蒸汽经过高温气冷堆的蒸汽过热器，与高温氦气进行热交换，转变为过热蒸汽，再流进高压缸做功。
2.根据权利要求l所述的一种新型混合热力循环系统，其特征在于，所述高温气冷堆采用一座电功率900MW的压水堆和两座热功率250MW的模块式高温气冷堆。
3.根据权利要求l所述的一种新型混合热力循环系统，其特征在于，所述饱和蒸汽以相同的流量分别进入两座高温气冷堆的蒸汽过热器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2010105543665A CN102479561A (zh) | 2010-11-23 | 2010-11-23 | 一种新型混合热力循环系统 |
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Publications (1)
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| CN102479561A true CN102479561A (zh) | 2012-05-30 |
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105508051A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-04-20 | 集美大学 | 高温气冷堆氦气间接循环制氢耦合发电系统及其方法 |
| CN106887265A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-23 | 国核电力规划设计研究院有限公司 | 一种球床模块式高温气冷堆的启停堆系统 |
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2010
- 2010-11-23 CN CN2010105543665A patent/CN102479561A/zh active Pending
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