CN216868626U - 一种池式低温供热堆供热系统 - Google Patents

Abstract

本申请关于一种池式低温供热堆供热系统。具体方案为：堆芯设置于堆水池内部；堆水池与冷却装置连接；第一换热器的壳侧通过循环管路与堆水池连接，形成第一回路；第二换热器壳侧通过循环管路与第一换热器的管侧连接，形成第二回路；第二换热器的管侧入口与热网水回水管路连接，第二换热器的管侧出口与热网水供水管路连接；第一回路和第二回路用于将堆芯产生的热能传递给热网水。本申请实现了在供热堆供热的同时保证了供热的安全性。

Description

一种池式低温供热堆供热系统

技术领域

本申请涉及反应堆供热领域，尤其涉及一种池式低温供热堆供热系统。

背景技术

相关技术中，我国北方地区冬季集中供暖热源以热电联产和区域锅炉房为主。根据国家“30 60”目标，2030年非化石能源占比达到20％，力争碳排放达到峰值，努力争取2060 年前实现“碳中和”，我国面临着碳减排的巨大挑战。在碳减排压力下，部分污染排放高、能源利用率低的供暖热源被迫关停，因此，迫切需要清洁、高效的热源解决北方地区日益严重的热源短缺问题。

发明内容

为此，本申请提供一种池式低温供热堆供热系统。本申请的技术方案如下：

根据本申请实施例，提供一种池式低温供热堆供热系统，所述系统包括核能释热装置、冷却装置、第一换热器、第二换热器，所述核能释热装置包括堆芯、堆水池，其中，

所述堆芯设置于所述堆水池内部；

所述堆水池与所述冷却装置连接；

所述第一换热器的壳侧通过循环管路与所述堆水池连接，形成第一回路；

所述第二换热器壳侧通过循环管路与所述第一换热器的管侧连接，形成第二回路；

所述第二换热器的管侧入口与所述热网水回水管路连接，所述第二换热器的管侧出口与所述热网水供水管路连接；

所述第一回路和所述第二回路用于将所述堆芯产生的热能传递给热网水。

根据本申请的一个实施例，所述冷却装置包括冷却塔、冷却水泵，其中，

所述堆水池的出口与所述冷却塔的入口连接；

所述冷却塔的出口与所述冷却水泵的入口连接；

所述冷却水泵的出口与所述堆水池的入口连接。

根据本申请的一个实施例，所述冷却装置还包括第一阀门和第二阀门，其中，

所述第一阀门的一端与所述堆水池的出口连接，所述第一阀门的另一端与所述冷却塔的入口连接；

所述第二阀门的一端与所述冷却水泵的出口连接，所述第二阀门的另一端与所述堆水池的入口连接。

根据本申请的一个实施例，所述冷却装置包括海水淡化单元，其中，

所述海水淡化单元的壳侧通过循环管路与所述堆水池连接，形成第三回路。

根据本申请的一个实施例，还包括第一循环水泵，其中，

所述第一循环水泵的一端与所述第一换热器的壳侧出口连接，所述第一循环水泵的另一端与所述堆水池的入口连接。

根据本申请的一个实施例，还包括第三阀门和第四阀门，其中，

所述第三阀门的一端与所述堆水池的出口连接，所述第三阀门的另一端与所述第一换热器的壳侧入口连接；

所述第四阀门的一端与所述堆水池的入口连接，所述第四阀门的另一端与所述第一循环水泵的出口连接。

根据本申请的一个实施例，还包括第二循环水泵，其中，

所述第二循环水泵的一端与所述第二换热器的壳侧出口连接，所述第二循环水泵的另一端与所述第一换热器的管侧入口连接。

根据本申请的一个实施例，还包括稳压水箱和稳压水泵，其中，

所述稳压水泵的一端与水源连接，所述稳压水泵的另一端与所述稳压水箱的入口连接；

所述稳压水箱的出口与所述堆水池的入口连接。

根据本申请的一个实施例，还包括热网循环水泵，其中，

所述热网循环水泵的一端与热网回水管路连接，所述热网循环水泵的另一端与所述第二换热器的管侧入口连接。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

通过第一回路和第二回路将堆芯反应产生的热量传递到热网水中，避免了带有放射性的水泄漏到热网水中，从而实现了在供热堆供热的同时保证了供热的安全性。另外，在不需要对外供热时，通过冷却装置将堆芯反应产生的热量对外排出，提高了供热系统的灵活性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请实施例中提出的一种池式低温供热堆供热系统的结构示意图；

图2为本申请实施例中提出的另一种池式低温供热堆供热系统的结构示意图。

1、堆芯；2、堆水池；3、稳压水泵；4、稳压水箱；5、冷却水泵；6、冷却塔；7、第一循环水泵；8、第一换热器；9、第二循环水泵；10、第二换热器；11、热网循环水泵； 12、第一阀门；13、第二阀门；14、第三阀门；15、第四阀门；16、海水淡化单元；17、第五阀门；18、第六阀门。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和系统的例子。

需要说明的是，相关技术中，我国北方地区冬季集中供暖热源以热电联产和区域锅炉房为主。根据国家“30 60”目标，2030年非化石能源占比达到20％，力争碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”，我国面临着碳减排的巨大挑战。在碳减排压力下，部分污染排放高、能源利用率低的供暖热源被迫关停，因此，迫切需要清洁、高效的热源解决北方地区日益严重的热源短缺问题。

基于上述问题，本申请提出了一种池式低温供热堆供热系统，可以实现通过第一回路和第二回路将堆芯反应产生的热量传递到热网水中，避免了带有放射性的水泄漏到热网水中，从而实现了在供热堆供热的同时保证了供热的安全性。另外，在不需要对外供热时，通过冷却装置将堆芯反应产生的热量对外排出，提高了供热系统的灵活性。

图1为本申请实施例中提出的一种池式低温供热堆供热系统的结构示意图。

如图1所示，该池式低温供热堆供热系统包括核能释热装置、冷却装置、第一换热器 8、第二换热器10，核能释热装置包括堆芯1、堆水池2。

其中，堆芯1设置于堆水池2内部；堆水池2与冷却装置连接；第一换热器8的壳侧通过循环管路与堆水池2连接，形成第一回路；第二换热器10壳侧通过循环管路与第一换热器8的管侧连接，形成第二回路；第二换热器10的管侧入口与热网水回水管路连接，第二换热器10的管侧出口与热网水供水管路连接；第一回路和第二回路用于将堆芯1产生的热能传递给热网水。

还包括第一循环水泵7，其中，第一循环水泵7的一端与第一换热器8的壳侧出口连接，第一循环水泵7的另一端与堆水池2的入口连接。

还包括第三阀门14和第四阀门15，其中，第三阀门14的一端与堆水池2的出口连接，第三阀门14的另一端与第一换热器8的壳侧入口连接；第四阀门15的一端与堆水池 2的入口连接，第四阀门15的另一端与第一循环水泵7的出口连接。

还包括热网循环水泵11，其中，热网循环水泵11的一端与热网回水管路连接，热网循环水泵11的另一端与第二换热器10的管侧入口连接。

上述管侧可以是设备中用于传输低温介质的一侧，壳侧可以是设备中用于传输高温介质的一侧。其中，低温介质可以是水，高温热介质可以是水。

作为一种可能的示例，当需要对外供热时，关闭第一阀门12和第二阀门13，打开第三阀门14和第四阀门15使堆水池2中的水进入到第一换热器8中换热，然后经第一循环水泵7返回至堆水池2中。

需要说明的是，堆芯1位于堆水池2底部，始终处于淹没状态。堆水池2是用于放置堆芯1及常压水的容器，正常运行及各种事故状态下可以保证堆芯1始终维持液面以下。

作为一种可能的示例，堆芯1产生的热量传递给堆水池2中的常压水，常压水流入第一换热器8中。第二回路中设置有换热水，第二循环水泵9带动换热水在第二回路中循环，使换热水持续在第一换热器8中与堆水池2输出的常压水进行换热，与常压水换热后的换热水流经第二换热器10，与流经第二换热器10的热网水进行换热，从而对热网水进行加热。可以理解的是，堆水池2中的常压水由于与堆芯1接触，可能存在放射性，如果直接与热网水进行换热，有可能由于管路泄漏等原因进入到热网水中，危害热用户的健康。通过第二回路与第一回路进行换热，能够有效将热网水和堆水池2常压水分隔开来，有效提高了供热的安全性。同时，通过控制第二回路压力始终高于第一回路，以保障放射性水不漏到城镇热网回路中。

冷却装置包括冷却塔6、冷却水泵5，其中，堆水池2的出口与冷却塔6的入口连接；冷却塔6的出口与冷却水泵5的入口连接；冷却水泵5的出口与堆水池2的入口连接。

冷却装置还包括第一阀门12和第二阀门13，其中，第一阀门12的一端与堆水池2的出口连接，第一阀门12的另一端与冷却塔6的入口连接；第二阀门13的一端与冷却水泵5的出口连接，第二阀门13的另一端与堆水池2的入口连接。

冷却装置包括海水淡化单元16，其中，海水淡化单元16的壳侧通过循环管路与堆水池2连接，形成第三回路，堆水池2的出口与海水淡化单元16的入口之间通过管路连接有第五阀门17，堆水池2的入口与海水淡化单元16的出口之间通过管路连接有第六阀门 18。

可选的，冷却装置可以是冷却塔6，还可以是海水淡化单元16。海水淡化单元16可以采用但不限于三效蒸发器、多效蒸发器。

作为一种可能的示例，当不需要对外供热时，第一阀门12和第二阀门13打开，第三阀门14和第四阀门15关闭。堆水池2中的常压水进入到冷却塔6中，将热量通过冷却塔 6对外排出。冷却后的常压水通过冷却水泵5返回至堆水池2中，形成循环。

作为另一种可能的示例，当不需要对外供热时，第五阀门17和第六阀门18打开，第三阀门14和第四阀门15关闭。堆水池2中的常压水作为驱动热源进入到海水淡化单元16中，原料海水在海水淡化中被分离生成产品水对外供出，冷却后的常压水返回至堆水池2中，形成循环。

还包括稳压水箱4和稳压水泵3，其中，稳压水泵3的一端与水源连接，稳压水泵3的另一端与稳压水箱4的入口连接；稳压水箱4的出口与堆水池2的入口连接。

可以理解的是，通过稳压水箱4和稳压水泵3，能够将堆水池2中的水位维持在预设值。

根据本申请实施例的池式低温供热堆供热系统，通过第一回路和第二回路将堆芯反应产生的热量传递到热网水中，避免了带有放射性的水泄漏到热网水中，从而实现了在供热堆供热的同时保证了供热的安全性。另外，在不需要对外供热时，通过冷却装置将堆芯反应产生的热量对外排出，提高了供热系统的灵活性。

在本发明本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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申请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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种池式低温供热堆供热系统，其特征在于，所述系统包括核能释热装置、冷却装置、第一换热器、第二换热器，所述核能释热装置包括堆芯、堆水池，其中，

所述堆芯设置于所述堆水池内部；

所述堆水池与所述冷却装置连接；

所述第一换热器的壳侧通过循环管路与所述堆水池连接，形成第一回路；

所述第二换热器通壳侧过循环管路与所述第一换热器的管侧连接，形成第二回路；

所述第二换热器的管侧入口与所述热网水回水管路连接，所述第二换热器的管侧出口与所述热网水供水管路连接；

所述第一回路和所述第二回路用于将所述堆芯产生的热能传递给热网水。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却装置包括冷却塔、冷却水泵，其中，

所述堆水池的出口与所述冷却塔的入口连接；

所述冷却塔的出口与所述冷却水泵的入口连接；

所述冷却水泵的出口与所述堆水池的入口连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷却装置还包括第一阀门和第二阀门，其中，

所述第一阀门的一端与所述堆水池的出口连接，所述第一阀门的另一端与所述冷却塔的入口连接；

所述第二阀门的一端与所述冷却水泵的出口连接，所述第二阀门的另一端与所述堆水池的入口连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却装置包括海水淡化单元，其中，

所述海水淡化单元的壳侧通过循环管路与所述堆水池连接，形成第三回路。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括第一循环水泵，其中，

所述第一循环水泵的一端与所述第一换热器的壳侧出口连接，所述第一循环水泵的另一端与所述堆水池的入口连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括第三阀门和第四阀门，其中，

所述第三阀门的一端与所述堆水池的出口连接，所述第三阀门的另一端与所述第一换热器的壳侧入口连接；

所述第四阀门的一端与所述堆水池的入口连接，所述第四阀门的另一端与所述第一循环水泵的出口连接。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括第二循环水泵，其中，

所述第二循环水泵的一端与所述第二换热器的壳侧出口连接，所述第二循环水泵的另一端与所述第一换热器的管侧入口连接。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括稳压水箱和稳压水泵，其中，

所述稳压水泵的一端与水源连接，所述稳压水泵的另一端与所述稳压水箱的入口连接；

所述稳压水箱的出口与所述堆水池的入口连接。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括热网循环水泵，其中，

所述热网循环水泵的一端与热网回水管路连接，所述热网循环水泵的另一端与所述第二换热器的管侧入口连接。

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