CN106677847A - 小型铅冷堆降压再热热力循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了小型铅冷堆降压再热热力循环系统，利用小型铅冷堆载热介质熔点高的特性，提高蒸汽发生器二次侧透平介质温度参数，实现了高参数蒸汽出口，高参数蒸汽经过一个降压装置将至小型汽轮机允许的进气压力参数下。同时抽取部分高参数蒸汽进入通过再热器将将减温减压的蒸汽进行加热，提高汽轮机进气过热度。同时经过再热器的高压蒸汽进入高压加热器加热蒸汽发生器给水，达到铅基堆二回路高温给水的要求。本发明提高了小型铅冷堆蒸汽发生器给水温度，避免了铅基堆在蒸汽发生器内部出现凝固的安全事故，同时蒸汽减温减压后蒸汽品质，提高了小型汽轮机进口的过热度，增加了整体系统的循环效率。

Description

小型铅冷堆降压再热热力循环系统
技术领域
本发明涉及发电技术领域，具体涉及小型铅冷堆降压再热热力循环系统。
背景技术
现代核反应堆冷却剂具有多种类型，其中以液态铅冷却剂作为最具有传热优良、中子性能突出等优点，成为最具潜力的反应堆候选冷却剂之一，并作为最先实现商业运行的第四代核能系统。液态铅合金具有较高熔点，尤其是以纯铅作为冷却剂，其熔点达到～328℃，其具有较易凝固的缺点，在铅基冷却反应堆中，一般要求热力循环发电系统进口压力大和温度高，压力达到15MPa以上。液态铅冷堆堆具有功率密度大的优点，而目前小功率铅基反应堆是发展热点之一，而为了避免液态铅在蒸汽发生器中出现凝固事故，要求给水温度高于熔点，所以要求蒸汽发生器的运行压力高。然而，小功率汽轮机热力循环系统一般都是采用较低的进口压力，主要原因是高压的进气温度，导致汽轮机排气压力和湿度增大，容易导致汽轮机末级损毁。
发明内容
本发明的目的在于：提出一种铅基反应堆冷却剂工艺系统运行装置，提高小型铅冷堆蒸汽发生器给水温度，避免铅基堆在蒸汽发生器内部出现凝固的安全事故，同时解决小型铅冷堆蒸汽压力高与汽轮机进气要求不匹配问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
小型铅冷堆降压再热热力循环系统，包括提供热源的小型铅冷堆、提供核热输运的蒸汽发生器，所述铅冷堆包括反应堆本体，所述反应堆本体内部采用液态铅作为传热流体，流体流过反应堆本体，将核反应堆产生的热量带出，并经过所述蒸气发生器将热量传递至所述降压再热热力循环系统；系统还包括汽轮机、发电机、冷凝器、凝结水泵、一级加压泵、除氧器以及循环泵；
系统还包括高压蒸汽抽气系统、减温减压器、再热器、高压加热器；高参数蒸汽连接所述减温减压器，将蒸汽参数将降至所述汽轮机进口参数，高参数蒸汽连接所述再热器和所述汽轮机；高参数蒸汽管道设置抽气系统，另一端连接所述再热器，所述再热器用于加热所述减温减压器出口较低温度的蒸汽以提高过热度，所述再热器的高压蒸汽进入所述高压加热器，蒸气发生器给水后凝结成液态水进入所述除氧器且汇入整体循环。
本发明还存在以下特征：
所述小型铅冷堆热功率小于等于50MW，小型铅冷堆的电功率小于等于10MW。
所述减温减压器的减压方式为一级减压、二级减压、三级减压中的一种。
所述高压蒸汽抽气系统从所述的蒸汽发生器的出口抽气。
所述再热器设置在汽轮机进口，利用所述高压蒸汽抽气系统作为热源加热所述的减温减压器出口的蒸汽，之后进入高压加热器中；
所述高压加热器设置在蒸汽发生器进口处，利用再热器其中抽气余热进行加热蒸汽发生器给水，或者利用高压抽气系统直接进入高压加热器，加热给水，进入除氧器中，所述的蒸汽发生器给水温度大于328℃。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1)利用减压器原理降低了小型铅基堆高参数蒸汽进入汽轮机的蒸汽压力，保证汽轮机安全可靠性；
2)通过抽气再热系统，增加汽轮机进口的蒸汽过热度，提高了系统循环效率；
3)通过抽气加热高压加热器，增加了蒸汽发生器给水温度，降低了液态铅在蒸汽发生器中凝固的风险，提高了反应堆的安全运行；
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明第一种实施例的小型铅冷堆减压再热热力循环系统；
图2为本发明第二种实施例的小型铅冷堆减压再热热力循环系统。
其中，1为小型铅冷堆；2为减温减压器；3为再热器；4为汽轮机；5为发电机；6为冷凝器；7为凝结水泵；8为一级加压泵；9为除氧器；10为循环泵；11为高压加热器；12为高压蒸汽抽气系统；13为蒸汽发生器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1和图2，对本发明的结构特征详述如下：
所述的铅冷堆1包括反应堆本体，内部采用液态铅作为传热流体，流体流过反应堆本体，将核反应堆产生的热量带出，并经过所述蒸气发生器13，将热量传递所述的降压再热热力循环系统；所述的热力循环发电系统包含：汽轮机4、发电机5、冷凝器6、凝结水泵7、一级加压泵8、除氧器9、循环泵10；所述降压再热循环系统包括：高压加热器11、高压蒸汽抽气系统12、减温减压器2、再热器3；蒸汽发生器出口13高参数蒸汽连接一个减温减压器2，将蒸汽压力降至汽轮机进口参数，连接再热器3和汽轮机4；高参数蒸汽管道设置高压蒸汽抽气系统12，另一端连接再热器3，将减温减压器2出口较低温度的蒸汽加热，提高过热度。通过再热器的高压蒸汽进入高压加热器11，加热给水，之后进入除氧器9，汇入整体循环。
所述的小型铅冷堆1，其热功率小于等于50MW，或者电功率小于等于10MW。
所述的减温减压器2一级减压、二级减压、三级减压方式其中一种；
所述的高压蒸汽抽气系统12主要从所述的蒸汽发生器出口直接抽气；
所述的再热器3设置在汽轮机进口，利用所述高压蒸汽抽气系统12作为热源加热所述的减温减压器2出口的蒸汽，之后进入高压加热器11中；
所述的高压加热器设置在蒸汽发生器13进口处，利用再热器3其中抽气余热进行加热蒸汽发生器13给水，或者利用高压蒸汽抽气系统12直接进入高压加热器11，加热高压给水，进入除氧器中，所述的蒸汽发生器给水温度超过328℃；
本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.小型铅冷堆降压再热热力循环系统，包括提供热源的小型铅冷堆(1)、提供核热输运的蒸汽发生器(13)，所述铅冷堆包括反应堆本体，所述反应堆本体内部采用液态铅作为传热流体，流体流过反应堆本体，将核反应堆产生的热量带出，并经过所述蒸气发生器(13)将热量传递至所述降压再热热力循环系统；其特征在于：系统还包括汽轮机(4)、发电机(5)、冷凝器(6)、凝结水泵(7)、一级加压泵(8)、除氧器(9)以及循环泵(10)；
系统还包括高压蒸汽抽气系统、减温减压器(2)、再热器(3)、高压加热器(11)；高参数蒸汽连接所述减温减压器(2)，将蒸汽参数将降至所述汽轮机(4)进口参数，高参数蒸汽连接所述再热器(3)和所述汽轮机(4)；高参数蒸汽管道设置抽气系统，另一端连接所述再热器(3)，所述再热器(3)用于加热所述减温减压器(2)出口较低温度的蒸汽以提高过热度，所述再热器(3)的高压蒸汽进入所述高压加热器(11)，蒸气发生器(13)给水后凝结成液态水进入所述除氧器(9)且汇入整体循环。
2.根据权利要求1所述的小型铅冷堆降压再热热力循环系统，其特征在于：所述小型铅冷堆热功率小于等于50MW，小型铅冷堆的电功率小于等于10MW。
3.根据权利要求1所述的小型铅冷堆降压再热热力循环系统，其特征在于：所述减温减压器(2)的减压方式为一级减压、二级减压、三级减压中的一种。
4.根据权利要求1所述的小型铅冷堆降压再热热力循环系统，其特征在于：所述高压蒸汽抽气系统从所述的蒸汽发生器(13)的出口抽气。
5.根据权利要求1所述的小型铅冷堆降压再热热力循环系统，其特征在于：所述再热器(3)设置在汽轮机(4)进口，利用所述高压蒸汽抽气系统作为热源加热所述的减温减压器(2)出口的蒸汽，之后进入高压加热器(11)中。
6.根据权利要求1所述的小型铅冷堆降压再热热力循环系统，其特征在于：所述高压加热器(11)设置在蒸汽发生器(13)进口处，利用再热器(3)其中抽气余热进行加热蒸汽发生器(13)给水，或者利用高压抽气系统直接进入高压加热器(11)，加热给水，进入除氧器(9)中，所述的蒸汽发生器(13)给水温度大于328℃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109508851A (zh) * 2018-09-05 2019-03-22 西安交通大学 一种小型铅基堆超临界二氧化碳循环发电系统综合性能评价方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3848416A (en) * 1973-05-23 1974-11-19 Gen Electric Power generating plant with nuclear reactor/heat storage system combination
JP2001050013A (ja) * 1999-08-03 2001-02-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ごみ焼却発電プラント
JP2002339709A (ja) * 2001-05-17 2002-11-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ごみ焼却発電プラント
CN201461008U (zh) * 2009-05-31 2010-05-12 中国电力工程顾问集团华东电力设计院 发电厂小汽轮机系统及其含该系统的发电厂热力循环系统
CN106121942A (zh) * 2016-06-14 2016-11-16 中国科学院合肥物质科学研究院 一种采用液态铅铋传热和储热的超临界太阳能电站

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3848416A (en) * 1973-05-23 1974-11-19 Gen Electric Power generating plant with nuclear reactor/heat storage system combination
JP2001050013A (ja) * 1999-08-03 2001-02-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ごみ焼却発電プラント
JP2002339709A (ja) * 2001-05-17 2002-11-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ごみ焼却発電プラント
CN201461008U (zh) * 2009-05-31 2010-05-12 中国电力工程顾问集团华东电力设计院 发电厂小汽轮机系统及其含该系统的发电厂热力循环系统
CN106121942A (zh) * 2016-06-14 2016-11-16 中国科学院合肥物质科学研究院 一种采用液态铅铋传热和储热的超临界太阳能电站

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109508851A (zh) * 2018-09-05 2019-03-22 西安交通大学 一种小型铅基堆超临界二氧化碳循环发电系统综合性能评价方法
CN109508851B (zh) * 2018-09-05 2021-07-06 西安交通大学 一种小型铅基堆超临界二氧化碳循环发电系统综合性能评价方法

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