CN205038970U - 一种核电站海水淡化和余热排出系统 - Google Patents

一种核电站海水淡化和余热排出系统 Download PDF

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武心壮
夏栓
邱健
施伟
黄秀杰
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Abstract

本实用新型提供一种核电站海水淡化和余热排出系统，包括并联连接的蒸汽发生器、热交换器、闪蒸装置、冷凝器，所述蒸汽发生器出口通过热交换器进口调节阀连接所述热交换器的第一进口，所述热交换器的第一出口经给水泵、给水隔离阀、给水止回阀连接到所述蒸汽发生器的入口，所述热交换器的第二进口分别经注水管线隔离阀、注水管线、注水管线止回阀连接到闪蒸装置的输水管，所述热交换器的第二进口还经海水供水泵、海水供水调节阀通过海水淡化系统进水管线连接到海水储水箱，所述热交换器的第二出口经闪蒸装置进水减压阀连接到闪蒸装置的进口，所述闪蒸装置的蒸汽出口经淡水管线调节阀连接到冷凝器。

Description

一种核电站海水淡化和余热排出系统
技术领域
本实用新型涉及核电站供热及供水领域，具体地涉及一种核电站海水淡化和余热排出系统。
背景技术
淡水是人类赖以生存的源泉，随着人类社会的进步和发展，对淡水资源的需求越来越大。地球上的淡水资源是有限的，但海水几乎是无穷无尽的。因此海水淡化技术也不断的发展，成本也逐渐的降低，在很多国家的工业用水都来自海水淡化技术。闪蒸是目前主要的海水淡化技术，所谓的闪蒸是使热原料水引入到一个压力较低的空间内，由于环境压力低于受热原料水的温度所对应的饱和蒸汽压，此时原料水作为过热水而急速地部分汽化，产生蒸汽，经冷凝而变成淡水。
闪蒸系统首先需要将海水加热，热电联产闪蒸海水淡化技术是利用火电提供热能。核电是一种清洁能源，可以提供大量热源供海水淡化技术使用。如果能设计一种利用核电厂热源的海水淡化系统，则可以利用核电厂建在海边的优势，大量提供淡水，满足生产生活需求。
此外，在现有的压水堆应急给水系统中，主要通过电源或柴油机作为驱动源，并以旋转机械向蒸汽发生器输送给水，以带走堆芯衰变热。若能设计一种具有非能动特性且没有运动部件的余热排出系统，将使核电站的安全保护系统更加安全可靠。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种核电站海水淡化和余热排出系统，包括并联连接的蒸汽发生器、热交换器、闪蒸装置、冷凝器，所述蒸汽发生器出口通过热交换器进口调节阀连接所述热交换器的第一进口，所述热交换器的第一出口经给水泵、给水隔离阀、给水止回阀连接到所述蒸汽发生器的入口，所述热交换器的第二进口分别经注水管线隔离阀、注水管线、注水管线止回阀连接到闪蒸装置的输水管，所述热交换器的第二进口还经海水供水泵、海水供水调节阀通过海水淡化系统进水管线连接到海水储水箱，所述热交换器的第二出口经闪蒸装置进水减压阀连接到闪蒸装置的进口，所述闪蒸装置的蒸汽出口经淡水管线调节阀连接到冷凝器。
进一步地，所述主蒸汽管线还经蒸汽释放阀连接到蒸汽释放管线。
为实现所述目的核电站海水淡化和余热排出系统，具有以下主要特点：在蒸汽发生器的蒸汽和给水管线之间设置了换热回路，利用蒸汽发生器产生的蒸汽为海水淡化回路提供热量。并利用自然循环原理带走堆芯衰变热。设置了泄漏检测回路，根据蒸汽发生器二次侧的辐射监测信号及时隔离海水淡化换热回路。蒸汽经过热交换器后的冷凝水进入给水管线，并送入蒸汽发生器循环利用。海水淡化回路是开式循环，海水储存箱的海水经泵打入热交换器加热后送入闪蒸系统。热水经过加压后进入闪蒸罐，闪蒸后的蒸汽经冷凝后可提供给淡水用户。闪蒸罐的疏水可以作为下一级闪蒸罐的进水，也可以提供给水工业盐生产用户。闪蒸罐的疏水管上连接有注水管线，与海水进水管线连接。闪蒸罐蒸汽管线上连接了自然循环管线。在丧失给水时，海水淡化回路形成自然循环回路，将热量通过冷凝器的排汽管线排出。设置了多功能冷凝器，用于冷凝、储存和蒸发排放。
附图说明
图1核电站海水淡化和余热排出系统流程示意图。
附图标记
1-蒸汽发生器2-主蒸汽管线3-主蒸汽隔离阀4-蒸汽释放阀
5-蒸汽释放管线6-热交换器进口调节阀7-泄漏隔离信号8-热交换器
9-热交换器出口止回阀10-给水泵11-给水隔离阀12-给水止回阀
13-给水管线14-辐射监测仪表15-海水淡化系统热水管线
16-闪蒸罐进水减压阀17-闪蒸罐18-闪蒸罐疏水管
19-闪蒸罐疏水隔离阀20-闪蒸罐疏水减压阀
21-工业盐用户或下一级闪蒸罐22-注水管线隔离阀23-注水管线
24-注水管线止回阀25-海水储水箱26-海水源
27-海水淡化系统进水管线28-海水供水泵29-海水供水调节阀
30-闪蒸罐蒸汽管线31-淡水管线调节阀32-冷凝器33-冷却水
34-淡水隔离阀35-淡水用户36-再循环管线隔离阀37-再循环管线
38-再循环管线止回阀39-冷凝器排汽管线40-冷凝器排汽隔离阀
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
为了更清晰的理解本实用新型，下面以海水淡化系统和余热排出系统运行为例，结合图1对本实用新型的核电站海水淡化和余热排出两用系统作进一步说明。
核电站海水淡化和余热排出两用系统设置在反应堆的安全壳外，通过蒸汽管线和给水管线之间的换热回路，向海水输送大量的热量。当无需海水淡化系统运行时，通过热交换器进口调节阀6和热交换器出口止回阀9将热交换器8与主蒸汽管线2和给水管线13隔离。
当需要海水淡化系统投入运行时，打开热交换器进口调节阀6，部分主蒸汽进入热交换器6，将热量传递给海水后，经给水泵10、给水隔离阀11和给水调节阀12和给水管线13进入蒸汽发生器1，形成闭合循环，并保证质量平衡。海水储存箱25中的水经海水淡化系统进水管线27、海水供水泵28和海水供水调节阀29进入热交换器8，被加热后经海水淡化系统热水管线15和闪蒸罐进水减压阀16进入闪蒸罐17。被加热的海水在闪蒸罐17中闪蒸，闪蒸出的蒸汽进入闪蒸蒸汽管线30。闪蒸蒸汽经淡水管线调节阀31后进入冷凝器32，经过冷却水33冷却后，提供给淡水用户35。闪蒸罐17的疏水可经闪蒸罐疏水管18，提供给工业盐用户或下一级闪蒸罐21。海水储水箱25中的液位通过海水源26维持。当海水淡化回路正常运行时，注水管线隔离阀22、再循环管线隔离阀36和冷凝器排汽隔离阀40关闭。
当一回路发生器泄漏时，通过蒸汽发生器1上的辐射监测仪表14发出泄漏隔离信号7，关闭热交换器进口调节阀6，从而有效的防止放射性进入海水淡化回路。
当发生丧失给水事件时，关闭海水供水调节阀29、闪蒸罐疏水隔离阀19、淡水管线调节阀31和淡水隔离阀34，打开注水管线隔离阀22和再循环管线隔离阀36，闪蒸罐17中的水注入热交换器8，被加热后形成闪蒸循环，此时闪蒸罐17作为一个储存箱，用于储存膨胀或收缩的流体。如果冷却水33没有丧失，则通过冷却水33将冷凝器32中的热量带走。如果冷却水33丧失，则打开冷凝器排汽隔离阀40，通过冷凝器排汽管线将热量带出，实现余热排出系统功能。
上述过程在蒸汽管线和海水淡化系统设置了单独换热回路，从而为海水淡化提供所需的热量，大大降低了蒸汽发生器一次侧泄漏对淡水侧的影响，具有安全和可靠的优点。同时，利用海水淡化回路形成了自然循环通道，可为排出堆芯衰变热提供余热排出路径，具有非能动特性。
前述各部件的连接仅为本实用新型的示例性说明并非限制性说明，也可以是其他连接方式。
虽然已经附图全面描述例子，但各种示图可示出本公开的示例架构或其他配置，其用来帮助理解可在本公开中包括的特征和功能。本公开不限于示出的示例性架构或配置，而是可用各种替代性架构和配置被实现。另外，虽然以上关于各种例子和实现描述了本公开，但应理解，在例子中的一个或更多个描述的各种特征和功能在它们的适用性方面不限于描述它们的特定例子。而是，对于本公开的其他例子中的一个或更多了，它们可单独地或者以某种组合被应用，不管这样的例子是否被描述，并且不管这样的特征作为描述的例子的一部分被该处。再次，本公开的范围不应被上述例子的任一个限制。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种核电站海水淡化和余热排出系统，其特征在于，包括并联连接的蒸汽发生器、热交换器、闪蒸装置、冷凝器，所述蒸汽发生器出口通过热交换器进口调节阀连接所述热交换器的第一进口，所述热交换器的第一出口经给水泵、给水隔离阀、给水止回阀连接到所述蒸汽发生器的入口，所述热交换器的第二进口分别经注水管线隔离阀、注水管线、注水管线止回阀连接到闪蒸装置的输水管，所述热交换器的第二进口还经海水供水泵、海水供水调节阀通过海水淡化系统进水管线连接到海水储水箱，所述热交换器的第二出口经闪蒸装置进水减压阀连接到闪蒸装置的进口，所述闪蒸装置的蒸汽出口经淡水管线调节阀连接到冷凝器。
2.如权利要求1所述的核电站海水淡化和余热排出系统，其特征在于，所述主蒸汽管线还经蒸汽释放阀连接到蒸汽释放管线。
3.如权利要求1所述的核电站海水淡化和余热排出系统，其特征在于，所述闪蒸装置的蒸汽可提供给蒸汽用户。
4.如权利要求1所述的核电站海水淡化和余热排出系统，其特征在于，所述闪蒸装置蒸汽经冷凝后可提供给淡水用户。
5.如权利要求1所述的核电站海水淡化和余热排出系统，其特征在于，所述闪蒸装置的疏水提供给水工业盐生产用户。
6.如权利要求1所述的核电站海水淡化和余热排出系统，其特征在于，所述系统设置了泄漏检测回路，根据蒸汽发生器二次侧的辐射监测信号及时隔离海水淡化换热回路。
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