CN107355261A - 一种基于大型商用核电机组的热电联产方法 - Google Patents

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林学忠
李必成
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Abstract

本发明属于核电供热技术领域，具体涉及一种基于大型商用核电机组的热电联产方法。本发明的热电联产方法，使用核裂变产生的能量将核电厂一回路中的循环流动冷却剂加热；再将将核电厂二回路中的水加热成蒸汽；使用部分蒸汽推动汽轮机发电；从汽轮机中抽取出另一部分蒸汽用于供热。本发明解决了现有的燃煤和燃气暖厂会带来环境污染的技术问题。本发明使用核电厂发电的乏蒸汽进行供暖，防止了燃煤和燃气暖厂会带来的环境污染问题的发生。此外，通过从带有放射性的核电厂一回路系统到区域热网最终用户4个回路的设置，以及放射性监测的合理设置，防止放射性物质释放到热网最终用户。

Description

一种基于大型商用核电机组的热电联产方法
技术领域
本发明属于核电供热技术领域，具体涉及一种基于大型商用核电机组的热电联产方法。
背景技术
目前，我国北方地区的城市供暖厂绝大部分以煤和天然气作为主要的燃料。燃煤供暖厂会因燃煤而带来粉尘、硫化物、氮氧化物以及二氧化碳的排放，这些排放物都会造成大气环境的污染，引起雾霾和温室效应。天然气暖厂虽然只排放二氧化碳，但二氧化碳也是引起温室效应的主要元凶之一。
我国北方地区已建成以及在建核电机组数量均在不断增加，地方政府希望核电厂在电力生产的同时，能承担起更多的地方公共服务义务，而大型核电厂实现热电联供便是其中重要选项，大型核电厂热电联供能够在提供清洁、高效的电能和热源的同时，解决燃煤取暖造成的环境污染问题，为环境改善起到极大帮助，并提高经济效益，保障和提高民生质量，提高核电厂热能的综合利用；同时，为保证核电的安全性及经济性，核电机组一般要求带基荷满功率运行，然而，随着核电占电网总装机容量比重的逐步增大，核电机组具备调峰功能已是大势所趋，大型核电厂配置城市供热功能实现热电联供也是核电机组调峰的重要手段。大型核电厂配置城市供热功能实现热电联供，是一举多得之举，节约能源、改善环境、提高供热质量、提高核能综合利用等效益均能切实得到体现。本发明以我国在建的第三代反应堆技术为依托，利用汽轮机抽汽实现城市供热，提出完整的大型核电厂热电联供系统设计方案。
发明内容
本发明需要解决的技术问题为：现有的燃煤和燃气暖厂会带来环境污染的问题。
本发明的技术方案如下所述：
一种基于大型商用核电机组的热电联产方法，包括以下步骤：
步骤1、使用核裂变产生的能量将核电厂一回路中的循环流动冷却剂加热；
步骤2、使用一回路中经过加热的冷却剂在蒸汽发生器中将核电厂二回路中的水加热成蒸汽；
步骤3、使用步骤2中所得到的部分蒸汽推动汽轮机发电；
步骤4、将完成推动汽轮机发电做功的蒸汽冷凝成水，并泵送回蒸汽发生器再次被加热；
步骤5、从汽轮机中抽取出部分蒸汽用于供热；
步骤6、使用汽轮机中抽取出的蒸汽与中间换热回路进行第一次换热，加热中间换热回路中循环流动的水；中间换热回路中循环流动有水，用于将从汽轮机中抽取出的部分蒸汽中的热量传递至用户热网；
步骤7、将从汽轮机中抽取出的，经过第一次换热后的蒸汽冷凝成水，并泵送回核电厂二回路再循环；
步骤8、使用中间换热回路中经过第一次换热的水与用户热网进行第二次换热，向用户热网中提供热量，经过第二次换热后，用户热网中循环流动的水被加热，完成热电联产。
优选的，步骤5中，从汽轮机中抽取出部分蒸汽的位置为汽轮机的高压汽缸与低压气缸之间。
优选的，对热网循环水中的放射性进行实时地监测，防止热网循环水的放射性超标。
优选的，中间换热回路中的压力大于二回路中的压力，用于确保在中间换热回路发生泄漏时，可能存在的放射性只能单方向地向二回路方向传播，而不会进入用户热网。
优选的，除汽轮机中抽取出部分蒸汽之外，还设置有备用蒸汽源，当一回路中的反应堆停堆时，使用备用蒸汽源与中间换热回路进行第一次换热。
本发明的有益效果为：
(1)本发明使用核电厂发电的乏蒸汽进行供暖，防止了燃煤和燃气暖厂会带来的环境污染问题的发生。
(2)通过从带有放射性的核电厂一回路系统到区域热网最终用户4个回路的设置，以及放射性监测的合理设置，防止放射性物质释放到热网最终用户。
附图说明
图1为基于大型商用核电机组的热电联产方法的实现装置图；
其中，1-核蒸汽供应系统，101-核反应堆，102-主泵，103-蒸汽发生器，2-发电回路，201-汽轮机，202-凝汽器，203-第一低压加热器，204-第二低压加热器，205-主给水泵，206-高压加热器，207-汽轮机高压缸，208-汽轮机低压缸，209-发电机，3-乏汽供应回路，301-逆止阀，302-第一隔离阀，303-第一调节阀，304-第一热交换器，305-第一疏水泵，306-第二调节阀，307-减压阀，308-第二隔离阀，309-备用蒸汽源，4-热网循环水回路，401-第二换热器，402-回水增压泵，403-补水除氧器，404-补水泵，405-第二疏水泵，406-辐射监测仪表。
具体实施方式
本发明的方法所依赖的装置如图1所示。
实施例1
本发明的方法具体包括以下步骤：
步骤1、使用核裂变产生的能量将核电厂一回路中的循环流动冷却剂加热；
步骤2、使用一回路中经过加热的冷却剂在蒸汽发生器中将核电厂二回路中的水加热成蒸汽；
步骤3、使用步骤2中所得到的部分蒸汽推动汽轮机发电；
步骤4、将完成推动汽轮机发电做功的蒸汽冷凝成水，并泵送回蒸汽发生器再次被加热；
步骤5、从汽轮机中抽取出部分蒸汽用于供热；
步骤6、使用汽轮机中抽取出的蒸汽与中间换热回路进行第一次换热，加热中间换热回路中循环流动的水。中间换热回路中循环流动有水，用于将从汽轮机中抽取出的部分蒸汽中的热量传递至用户热网；
步骤7、将从汽轮机中抽取出的，经过第一次换热后的蒸汽冷凝成水，并泵送回核电厂二回路再循环；
步骤8、使用中间换热回路中经过第一次换热的水与用户热网进行第二次换热，向用户热网中提供热量，经过第二次换热后，用户热网中循环流动的水被加热，完成热电联产。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，步骤5中，从汽轮机中抽取出部分蒸汽的位置为汽轮机的高压汽缸与低压气缸之间。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于，对热网循环水中的放射性进行实时地监测，防止热网循环水的放射性超标。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于，中间换热回路中的压力大于二回路中的压力，用于确保在中间换热回路发生泄漏时，可能存在的放射性只能单方向地向二回路方向传播，而不会进入用户热网。
实施例5
本实施例与实施例4的区别在于，除汽轮机中抽取出部分蒸汽之外，还设置有备用蒸汽源，当一回路中的反应堆停堆时，使用备用蒸汽源与中间换热回路进行第一次换热。

Claims (5)

1.一种基于大型商用核电机组的热电联产方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、使用核裂变产生的能量将核电厂一回路中的循环流动冷却剂加热；
步骤2、使用一回路中经过加热的冷却剂在蒸汽发生器中将核电厂二回路中的水加热成蒸汽；
步骤3、使用步骤2中所得到的部分蒸汽推动汽轮机发电；
步骤4、将完成推动汽轮机发电做功的蒸汽冷凝成水，并泵送回蒸汽发生器再次被加热；
步骤5、从汽轮机中抽取出部分蒸汽用于供热；
步骤6、使用汽轮机中抽取出的蒸汽与中间换热回路进行第一次换热，加热中间换热回路中循环流动的水；中间换热回路中循环流动有水，用于将从汽轮机中抽取出的部分蒸汽中的热量传递至用户热网；
步骤7、将从汽轮机中抽取出的，经过第一次换热后的蒸汽冷凝成水，并泵送回核电厂二回路再循环；
步骤8、使用中间换热回路中经过第一次换热的水与用户热网进行第二次换热，向用户热网中提供热量，经过第二次换热后，用户热网中循环流动的水被加热，完成热电联产。
2.如权利要求1所述的基于大型商用核电机组的热电联产方法，其特征在于：步骤5中，从汽轮机中抽取出部分蒸汽的位置为汽轮机的高压汽缸与低压气缸之间。
3.如权利要求2所述的基于大型商用核电机组的热电联产方法，其特征在于：对热网循环水中的放射性进行实时地监测，防止热网循环水的放射性超标。
4.如权利要求3所述的基于大型商用核电机组的热电联产方法，其特征在于：中间换热回路中的压力大于二回路中的压力，用于确保在中间换热回路发生泄漏时，可能存在的放射性只能单方向地向二回路方向传播，而不会进入用户热网。
5.如权利要求4所述的基于大型商用核电机组的热电联产方法，其特征在于：除汽轮机中抽取出部分蒸汽之外，还设置有备用蒸汽源，当一回路中的反应堆停堆时，使用备用蒸汽源与中间换热回路进行第一次换热。
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