CN113028374A - 一种核能和光电耦合供汽系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及耦合供汽系统技术领域，具体地说是一种核能和光电耦合供汽系统，包括反应堆、第一换热器、蒸汽需求端，头部管道连接反应堆与第一换热器的反应堆侧，头部管道的冷却剂冷段上设有反应堆冷却剂泵形成一回路，还包括第二换热器，第二换热器的反应堆侧采用中间回路管道与第一换热器的蒸汽侧的连接成二回路，中间回路管道的中间回路冷段上设有中间回路循环泵，尾部管道的换热段位于第二换热器内的蒸汽侧，尾部管道的进水段连接供水系统，尾部管道的低温蒸汽输出段连接蒸汽需求端形成三回路。本发明与现有技术相比，实现了核能和新能源的耦合供汽；增加一个二回路，作为反应堆冷却剂回路泄漏的隔离，避免一回路放射性泄漏到用户侧。
Description
技术领域
本发明涉及耦合供汽系统技术领域，具体地说是一种核能和光电耦合供汽系统。
背景技术
工业生产需要大量的蒸汽，化石能源是提供蒸汽的重要的来源，比如通过火电机组的抽汽或者自备锅炉供汽为工业用户提供蒸汽。化石能源的使用难以避免会产生碳氧化物的排放，对环境造成影响，在“碳中和”的背景下，碳减排将成为更加关注的焦点。清洁能源是碳减排非常重要和直接的手段，但是对提供稳定的高温稳定工业用汽尚不能广泛使用。核能作为清洁高效稳定的能源，可源源不断的为用户提供热量。
目前国内外核能广泛采用的是安全先进的压水堆技术，能源供应型式以供电为主，核能供热逐渐成为核能的另一种能源供应型式。由于目前主要采用压水堆核电技术，蒸汽参数有一定的限制，核电汽轮机的抽汽供热难以满足用户对高温蒸汽的需求。另外，对于概率极小的蒸汽发生器传热管泄漏导致的放射性外泄也是不希望发生的。
如果能设计一种核能供汽系统，并与其它能源进行耦合供汽，解决供汽参数低的缺陷，避免极小可能的放射性外泄，并提供稳定的清洁供汽，对于核能供汽的应用前景将提供强有力的技术支持，同时对区域性碳减排有重要贡献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，采用光电配合储能提升蒸汽品质的方案，实现核能和新能源的耦合供汽，对区域性碳减排有重要贡献。
为实现上述目的，设计一种核能和光电耦合供汽系统，包括反应堆、第一换热器、蒸汽需求端，头部管道的冷却剂热段的输入端、头部管道的冷却剂冷段的输出端分别对应连接反应堆的输出端、输入端，头部管道的换热段位于第一换热器内的反应堆侧，且冷却剂冷段上设有反应堆冷却剂泵形成一回路，其特征在于，
还包括第二换热器，第二换热器的反应堆侧采用中间回路管道与第一换热器的蒸汽侧连接成二回路，且中间回路管道的中间回路冷段上设有中间回路循环泵，第二换热器内的蒸汽侧容纳尾部管道的换热段，尾部管道的进水段的进口连接供水系统，尾部管道的低温蒸汽输出段的输出口连接蒸汽需求端形成三回路。
进一步的，所述尾部管道的低温蒸汽输出段上沿输出方向还依次设有蒸汽隔离阀、电加热器，所述的电加热器电连接供电系统。
进一步的，所述供电系统包括储电系统、光电系统，光电系统的输出端电连接储电系统的输入端，储电系统的输出端电连接电加热器的供电端。
本发明与现有技术相比，核能和光电耦合供汽系统，实现核能和新能源的耦合供汽；在传统压水堆设计的基础上增加一个二回路，作为反应堆冷却剂回路泄漏的隔离，避免一回路放射性泄漏到用户侧；进一步的，在供汽侧设置光电系统和电加热器用于进一步提升蒸汽的温度，满足用户用汽要求；同时在蒸汽侧增设储电系统，光电充足时采用光电直接向电加热器供电，当光电不足时采用储电系统向电加热器供电，提升供汽系统的稳定性；该配置从核能与其他清洁能源耦合供汽的角度出发，采用储能和电热转换提升蒸汽品质，对区域性碳减排有重要贡献。
附图说明
图1为本发明的连接框图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步地说明。
实施例1
参见图1，本发明一种核能和光电耦合供汽系统，包括反应堆1、第一换热器2、蒸汽需求端，头部管道的冷却剂热段1-21的输入端、头部管道的冷却剂冷段1-22的输出端分别对应连接反应堆1的输出端、输入端，头部管道1-2的换热段1-23位于第一换热器2内的反应堆侧，且冷却剂冷段1-22上设有反应堆冷却剂泵4形成一回路，其特征在于，
还包括第二换热器3，第二换热器3的反应堆侧采用中间回路管道与第一换热器1的蒸汽侧连接成二回路，且中间回路管道的中间回路冷段2-31上设有中间回路循环泵5，第二换热器3内的蒸汽侧容纳尾部管道的换热段，尾部管道的进水段6-1的进口连接供水系统，尾部管道的低温蒸汽输出段6-2的输出口连接蒸汽需求端形成三回路。
其中，所述尾部管道的低温蒸汽输出段6-2上沿输出方向还依次设有蒸汽隔离阀7、电加热器8，所述的电加热器8电连接供电系统。
所述供电系统包括储电系统9、光电系统10，光电系统10的输出端电连接储电系统9的输入端，储电系统9的输出端电连接电加热器8的供电端。
在机组功率运行期间，反应堆1的热量在反应堆冷却剂泵4的驱动下经反应堆冷却剂冷段1-22、反应堆冷却剂热段1-21和第一换热器2传递到中间回路管道。第一换热器2的热量通过中间回路循环泵5、中间回路冷段2-31、中间回路热段2-32和第二换热器3传递到尾部管道。通过尾部管道的进水段6-1输入的给水在第二换热器3中被加热到低温过热蒸汽，进入尾部管道的低温蒸汽输出段6-2和蒸汽隔离阀7。低温蒸汽进入电加热器8后，由光电系统10对低温蒸汽进行电加热转变成高温蒸汽，提供给蒸汽用户。
在核电机组启动之前，光电系统10先对储电系统9进行充电，在机组启动需要对外供应蒸汽时，光电系统10电量充足时，采用光电直接向电加热器8供电，当光电系统10电量不足时，采用储电系统9向电加热器8供电，提升高温蒸汽的稳定性。
上述过程采用光电配合储能提升蒸汽品质的方案，实现核能和新能源的耦合供汽。在传统压水堆设计的基础上增加了一个位于中间的二回路，作为反应堆冷却剂回路泄漏的隔离，避免一回路放射性泄漏到用户侧。在供汽侧设置光电系统10和电加热器8用于进一步提升蒸汽的温度，满足用户用汽要求。同时在蒸汽侧增设储电系统9，光电充足时采用光电直接向电加热器8供电，当光电不足时采用储电系统9向电加热器8供电，提升供汽系统的稳定性。该配置从核能与其他清洁能源耦合供汽的角度出发，采用储能和电热转换提升蒸汽品质，对区域性碳减排有重要贡献。
Claims (3)
1.一种核能和光电耦合供汽系统，包括反应堆(1)、第一换热器(2)、蒸汽需求端，头部管道的冷却剂热段(1-21)的输入端、头部管道的冷却剂冷段(1-22)的输出端分别对应连接反应堆的输出端、输入端，头部管道(1-2)的换热段(1-23)位于第一换热器(2)内的反应堆侧，且冷却剂冷段(1-22)上设有反应堆冷却剂泵(4)形成一回路，其特征在于，
还包括第二换热器(3)，第二换热器(3)的反应堆侧采用中间回路管道与第一换热器(1)的蒸汽侧连接成二回路，且中间回路管道的中间回路冷段(2-31)上设有中间回路循环泵(5)，第二换热器(3)内的蒸汽侧容纳尾部管道的换热段，尾部管道的进水段(6-1)的进口连接供水系统，尾部管道的低温蒸汽输出段(6-2)的输出口连接蒸汽需求端形成三回路。
2.如权利要求1所述的一种核能和光电耦合供汽系统，其特征在于，所述尾部管道的低温蒸汽输出段(6-2)上沿输出方向还依次设有蒸汽隔离阀(7)、电加热器(8)，所述的电加热器(8)电连接供电系统。
3.如权利要求2所述的一种核能和光电耦合供汽系统，其特征在于，所述供电系统包括储电系统(9)、光电系统(10)，光电系统(10)的输出端电连接储电系统(9)的输入端，储电系统(9)的输出端电连接电加热器(8)的供电端。
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| CN202110368641.2A CN113028374A (zh) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | 一种核能和光电耦合供汽系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114777104A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-22 | 清华大学 | 过热蒸汽系统及压水堆 |
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2021
- 2021-04-06 CN CN202110368641.2A patent/CN113028374A/zh active Pending
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