CN207833934U - 供电制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供电制冷系统，所述供电制冷系统包括：反应堆本体和一次换热器，所述反应堆本体通过管路与所述一次换热器的第一路相连以形成一回路；发电系统，所述发电系统的蒸汽发生器的第一路与所述一次换热器的第一路并联，以利用所述反应堆本体提供的热量发电；制冷系统，所述制冷系统通过管路与所述一次换热器的第二路相连以形成封闭的二回路。本实用新型的供电制冷系统，发电系统、海水淡化系统和反应堆本体通过简单的管路相连，可以实现电、冷联供，能效高，发电功率高，且管路系统清晰简单、易于布置，故障点少。

Description

供电制冷系统

技术领域

本实用新型属于核能利用技术领域，具体而言，涉及一种供电制冷系统。

背景技术

海岛供电一般分为风电、潮汐发电、核电等，其中风电和潮汐发电供电稳定性差，对自然环境的依赖性高，核电则能提供较为稳定的电能供应，但是核能发电过程中会产生大量废热，影响附近的生态。相关技术中，公开了部分耦合联供系统，但是管路连接复杂，使得整个系统的故障点多，存在改进空间。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种供电制冷系统。

根据本实用新型实施例的供电制冷系统，包括：反应堆本体和一次换热器，所述反应堆本体通过管路与所述一次换热器的第一路相连以形成一回路；发电系统，所述发电系统的蒸汽发生器的第一路与所述一次换热器的第一路并联，以利用所述反应堆本体提供的热量发电；制冷系统，所述制冷系统通过管路与所述一次换热器的第二路相连以形成封闭的二回路。

根据本实用新型实施例的供电制冷系统，发电系统、海水淡化系统和反应堆本体通过简单的管路相连，可以实现电、冷联供，能效高，发电功率高，且管路系统清晰简单、易于布置，故障点少。

根据本实用新型一个实施例的供电制冷系统，所述发电系统包括：所述蒸汽发生器、汽轮机、发电冷凝器、工质泵和发电机，所述蒸汽发生器的第二路、所述汽轮机、所述发电冷凝器、所述工质泵通过管路顺次首尾相连形成发电驱动循环，所述发电机与所述汽轮机动力耦合连接。

根据本实用新型一个实施例的供电制冷系统，还包括：储能系统，所述储能系统与所述发电机相连。

根据本实用新型一个实施例的供电制冷系统，所述发电冷凝器与水泵的出水端相连，所述水泵的进水端与环境水源相连。

根据本实用新型一个实施例的供电制冷系统，所述制冷系统包括：发生器、冷凝器、热交换器、吸收器、蒸发器、溶液泵和冷剂泵，所述发生器安装于发生器室，所述冷凝器安装于冷凝器室，所述吸收器安装于吸收器室，所述蒸发器安装于蒸发器室，所述溶液泵与所述吸收器室相连，所述冷剂泵与所述蒸发器室相连，所述热交换器的第一路的两端分别与所述溶液泵及设在发生器室内的第一喷头相连，所述热交换器的第二路的两端分别与发生器室及设于吸收器室的第二喷头相连，所述冷剂泵与冷凝器室的进口管及设于所述蒸发器室的第三喷头相连，所述冷凝器室的出口管与设于所述蒸发器室的第四喷头相连，所述吸收器的两端及所述冷凝器的两端均分别连接冷却水进出口，所述蒸发器与供冷管相连，所述发生器与所述一次换热器的第二路相连。

根据本实用新型一个实施例的供电制冷系统，所述一回路设有一次泵，所述二回路设有二次泵，所述一次泵和所述二次泵均设于回水端，且所述一次泵的进水端设在并联回路外。

根据本实用新型一个实施例的供电制冷系统，所述一次换热器的第一路的进水端温度介于115℃-130℃，所述一次换热器的第一路的回水端温度介于70℃-90℃，所述一次换热器的第二路的出水端温度介于100℃-115℃，所述一次换热器的第二路的回水端温度介于40℃-60℃，所述一次换热器的第一路的压力介于0.51Mpa-0.69Mpa，所述一次换热器的第二路的压力介于0.7Mpa-0.9Mpa。

根据本实用新型一个实施例的供电制冷系统，所述一回路设有稳压器，所述稳压器连接到所述反应堆本体与所述一次换热器的进口端之间。

根据本实用新型一个实施例的供电制冷系统，所述一回路包括多个并联设置的所述一次换热器。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的供电制冷系统的结构示意图。

附图标记：

反应堆本体11，一次泵12，一次换热器13，二次泵14，稳压器15，

发电系统20，蒸汽发生器21，汽轮机22，发电冷凝器23，工质泵24，发电机25，储能系统26，

制冷系统30，发生器31，冷凝器32，热交换器33，吸收器34，蒸发器35，溶液泵 36，冷剂泵37，供冷管38，调节阀39。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的供电制冷系统，本实用新型实施例的供电制冷系统可以用于海岛供电以及供冷水，岛上建立供热堆管网系统，该系统利用反应堆产生的热量，通过发电系统20，所产生的电力供给用户，多余的电力可以储存；通过制冷系统30，产生冷水供给用户。

如图1所示，根据本实用新型一个实施例的供电制冷系统包括：反应堆本体11、一次换热器13、发电系统20和制冷系统30。

其中，反应堆本体11通过管路与一次换热器13的第一路相连以形成一回路，比如，反应堆本体11包括反应堆容器和堆芯，堆芯设在反应堆容器内，反应堆容器具有容器进口和容器出口。一次换热器13包括第一路和第二路，两路之间可以进行热交换，一次换热器13的第一路的两端分别与容器进口和容器出口相连以形成封闭的一回路，换热介质(通常为水)在一次换热器13与反应堆容器之间循环流动以带走堆芯的热量，一回路用于冷却堆芯，一回路含放射性物质，一回路置于核岛厂房内以防止放射性物质泄漏。

一回路可以设有稳压器15，稳压器15连接到反应堆本体11与一次换热器13的进口端之间，稳压器15对一回路内的压力进行调节控制，一回路可以包括多个一次换热器13，比如两个，多个一次换热器13并联设置，这样可以稳定地带出反应堆本体11 内的热量，且可以使用小型化的一次换热器13，降低成本，通过选择一次换热器13的开启数目即可方便地调节一回路的换热功率。

发电系统20的蒸汽发生器21的第一路与一次换热器13的第一路并联，以利用反应堆本体11提供的热量发电。也就是说，一回路的部分热水在进入一次换热器13之前通过进入蒸汽发生器21，与蒸汽发生器21中的第二路中冷水换热，温度下降变成冷水后回到一回路中。由于发电系统20直接利用换热前的热水，发电功率高，在海岛的用电功率大时，该回路完全可以满足需要。

一回路设有一次泵12，且一次泵12设于一回路的回水端，一次泵12可以连接在一次换热器13的第一路的出水端与反应堆容器进水端之间，且一次泵12的进水端设在并联回路外，一次泵12同时驱动一次换热器13和蒸汽发生器21中的热水流动，且该侧的换热介质温度相对较低，这样可以延长一次泵12的使用寿命。

制冷系统30通过管路与一次换热器13的第二路相连以形成二回路，且利用一回路提供的热量制冷，制冷系统30直接利用一次换热后的热源，制冷功率大。

一次换热器13的第二路、制冷系统30形成封闭的二回路，这样二回路内的换热介质不易泄露。二回路用于冷却一回路，二回路内的换热介质(通常为水)与一回路的换热介质换热后温度升高成为热水源，该热水源可以用于制冷。二回路设有二次泵14，且二次泵14设于二回路的回水端，二次泵14可以连接在一次换热器13的第二路的进口端，该侧的换热介质温度相对较低，这样可以延长二次泵14的使用寿命。

根据本实用新型实施例的供电制冷系统，发电系统20、海水淡化系统40和反应堆本体11通过简单的管路相连，可以实现电、冷联供，能效高，发电功率高，且管路系统清晰简单、易于布置，故障点少。

在一些实施例中，如图1所示，发电系统20包括：蒸汽发生器21、汽轮机22、发电冷凝器23、工质泵24和发电机25，蒸汽发生器21的第一路与反应堆本体11相连以向蒸汽发生器21供热，蒸汽发生器21的第二路、汽轮机22、发电冷凝器23、工质泵 24通过管路顺次首尾相连形成发电驱动循环，发电机25与汽轮机22动力耦合连接。发电冷凝器23与水泵的出水端相连，水泵的进水端与环境水源相连。

换言之，由水泵从外界抽入低温海水，注入发电冷凝器23中作为冷却水源，同时吸收部分热量后，再通过工质泵24进入蒸汽发生器21，通过蒸汽发生器21加热形成高温蒸汽后通过汽轮机22，带动汽轮机22工作转由发电机25进行发电，蒸汽回到冷凝器 32后液化排出。发电机25发出的电经由电网供给用户使用。

供电制冷系统还可以包括：储能系统26，储能系统26与发电机相连，比如储能系统26可以通过电网与发电机相连，储能系统26可以将过剩的热量储存，在供电制冷系统无法供电期间(比如发电系统20维护期间)补充供电。

在一些实施例中，如图1所示，制冷系统30包括：发生器31、冷凝器32、热交换器33、吸收器34、蒸发器35、溶液泵36和冷剂泵37。

发生器31安装于发生器室，冷凝器32安装于冷凝器32室，吸收器34安装于吸收器室，蒸发器35安装于蒸发器室。溶液泵36与吸收器室相连，冷剂泵37与蒸发器室相连。

热交换器33的第一路的两端分别与溶液泵及第一喷头相连，第一喷头设在发生器室内，第一喷头用于喷淋发生器31。热交换器33的第二路的两端分别与发生器室及第二喷头相连，第二喷头设于吸收器室，第二喷头用于喷淋吸收器34，吸收器34可以为两个，两个吸收器34分别置于蒸发器35两侧，对应的第二喷头为两个。冷剂泵37与冷凝器32室的进口管及第三喷头相连，第三喷头设于蒸发器室，第三喷头用于喷淋蒸发器35。冷凝器32室的出口管与第四喷头相连，第四喷头设于蒸发器室，第四喷头用于喷淋蒸发器35。

吸收器34的两端分别连接冷却水进口和出口，冷凝器32的两端分别连接冷却水进口和出口，蒸发器35与供冷管38相连，供冷管38用于向用户供冷水，发生器31与一次换热器13的第二路相连。

换言之，热水进入发生器31后由喷淋降低温度后由二次泵14回到一次换热器13中。海水进入制冷系统30后一部分进入吸收器34，一部分进入冷凝器32，通过热交换后升温排出。发生器室上方的喷淋水通过发生器31升温，一部分到达冷凝器32室充当冷凝液使用，一部分经由热交换器33后降低一定温度，到达吸收器室，通过喷淋吸收器34后温度下降，通过溶液泵36到达热交换器33，升高一定温度后回到发生器室进行喷淋。冷凝器32室中的水到达蒸发器室中，通过喷淋为冷却水降温，一部分储存起来通过冷却泵回到蒸发器室进行二次喷淋，一部分水到达吸收器室中进行循环。用户家中的冷水进入蒸发器室后通过喷淋降温后回到用户家中。

在本实用新型的一些实施例中，为了确保整个系统的安全性，一次换热器13的第一路的进水端温度介于115℃-130℃，一次换热器13的第一路的回水端温度介于70℃ -90℃，一次换热器13的第二路的出水端温度介于100℃-115℃，一次换热器13的第二路的回水端温度介于40℃-60℃，一次换热器13的第一路的压力介于0.51Mpa-0.69Mpa，一次换热器13的第二路的压力介于0.7Mpa-0.9Mpa。

比如，一次换热器13的第一路的进水端温度为120℃，一次换热器13的第一路的回水端温度为80℃，一次换热器13的第二路的出水端温度为110℃，一次换热器13的第二路的回水端温度为50℃，一次换热器13的第一路的压力为0.6Mpa，即一回路的工作压力为0.6Mpa，一次换热器13的第二路的压力为0.8Mpa，即二回路的工作压力为 0.8Mpa。

综上所述，根据本实用新型实施例的供电制冷系统，通过简单的管路将发电系统20、海水淡化系统40和反应堆本体11相连，以实现电、淡水联供，能效高，且管路系统清晰简单、易于布置，故障点少。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种供电制冷系统，其特征在于，包括：

反应堆本体和一次换热器，所述反应堆本体通过管路与所述一次换热器的第一路相连以形成一回路；

发电系统，所述发电系统的蒸汽发生器的第一路与所述一次换热器的第一路并联，以利用所述反应堆本体提供的热量发电；

制冷系统，所述制冷系统通过管路与所述一次换热器的第二路相连以形成封闭的二回路。

2.根据权利要求1所述的供电制冷系统，其特征在于，所述发电系统包括：所述蒸汽发生器、汽轮机、发电冷凝器、工质泵和发电机，所述蒸汽发生器的第二路、所述汽轮机、所述发电冷凝器、所述工质泵通过管路顺次首尾相连形成发电驱动循环，所述发电机与所述汽轮机动力耦合连接。

3.根据权利要求2所述的供电制冷系统，其特征在于，还包括：储能系统，所述储能系统与所述发电机相连。

4.根据权利要求2所述的供电制冷系统，其特征在于，所述发电冷凝器与水泵的出水端相连，所述水泵的进水端与环境水源相连。

5.根据权利要求1所述的供电制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括：发生器、冷凝器、热交换器、吸收器、蒸发器、溶液泵和冷剂泵，所述发生器安装于发生器室，所述冷凝器安装于冷凝器室，所述吸收器安装于吸收器室，所述蒸发器安装于蒸发器室，所述溶液泵与所述吸收器室相连，所述冷剂泵与所述蒸发器室相连，所述热交换器的第一路的两端分别与所述溶液泵及设在发生器室内的第一喷头相连，所述热交换器的第二路的两端分别与发生器室及设于吸收器室的第二喷头相连，所述冷剂泵与冷凝器室的进口管及设于所述蒸发器室的第三喷头相连，所述冷凝器室的出口管与设于所述蒸发器室的第四喷头相连，所述吸收器的两端及所述冷凝器的两端均分别连接冷却水进出口，所述蒸发器与供冷管相连，所述发生器与所述一次换热器的第二路相连。

6.根据权利要求1所述的供电制冷系统，其特征在于，所述一回路设有一次泵，所述二回路设有二次泵，所述一次泵和所述二次泵均设于回水端，且所述一次泵的进水端设在并联回路外。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的供电制冷系统，其特征在于，所述一次换热器的第一路的进水端温度介于115℃-130℃，所述一次换热器的第一路的回水端温度介于70℃-90℃，所述一次换热器的第二路的出水端温度介于100℃-115℃，所述一次换热器的第二路的回水端温度介于40℃-60℃，所述一次换热器的第一路的压力介于0.51Mpa-0.69Mpa，所述一次换热器的第二路的压力介于0.7Mpa-0.9Mpa。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的供电制冷系统，其特征在于，所述一回路设有稳压器，所述稳压器连接到所述反应堆本体与所述一次换热器的进口端之间。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的供电制冷系统，其特征在于，所述一回路包括多个并联设置的所述一次换热器。