CN217635556U - 基于核能的工业蒸汽系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于核能的工业蒸汽系统，包括核能系统和蒸汽系统，核能系统包括抽汽管路，抽汽管路内适于输送核蒸汽；蒸汽系统包括蒸汽管路、预热器、蒸汽发生器和过热器，预热器、蒸汽发生器、过热器沿着蒸汽管路的输送方向顺次排布，蒸汽管路内适于通入工业介质，且蒸汽管路内的工业介质可通过预热器、蒸汽发生器、过热器与抽汽管路内的核蒸汽换热，预热器、蒸汽发生器、过热器均为分离式热管换热结构。本实用新型的基于核能的工业蒸汽系统既能够提供清洁、绿色的工业蒸汽，也增强了使用的安全性，避免了工业蒸汽内容易放射污染的问题。

Description

基于核能的工业蒸汽系统

技术领域

本实用新型涉及核能技术领域，具体地，涉及一种基于核能的工业蒸汽系统。

背景技术

为了实现工业蒸汽的清洁、绿色供给，相关技术中提出了抽取核电机组的主蒸汽，然后通过换热器对主蒸汽进行热量换热传递的方式生产工业蒸汽的技术方案。但是相关技术中，由于压力差异较大，主蒸汽容易外溢至生产的工业蒸汽内，进而容易造成放射性污染的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型实施例提出一种基于核能的工业蒸汽系统，该基于核能的工业蒸汽系统既能够提供清洁、绿色的工业蒸汽，避免了工业蒸汽内容易产生放射污染的问题，增强了使用的安全性。

本实用新型实施例的基于核能的工业蒸汽系统包括：核能系统，所述核能系统包括抽汽管路，所述抽汽管路内适于输送核蒸汽；蒸汽系统，所述蒸汽系统包括蒸汽管路、预热器、蒸汽发生器和过热器，所述预热器、所述蒸汽发生器、所述过热器沿着所述蒸汽管路的输送方向顺次排布，所述蒸汽管路内适于通入工业介质，且所述蒸汽管路内的工业介质可通过所述预热器、所述蒸汽发生器、所述过热器与所述抽汽管路内的所述核蒸汽换热，所述预热器、所述蒸汽发生器、所述过热器均为分离式热管换热结构。

本实用新型实施例的基于核能的工业蒸汽系统既能够提供清洁、绿色的工业蒸汽，也增强了使用的安全性，避免了工业蒸汽内容易放射污染的问题。

在一些实施例中，所述分离式热管换热结构包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段安装于核电厂房内，所述冷凝段安装于核电厂房外，所述蒸发段适于与所述工业介质换热，所述冷凝段适于与所述核蒸汽换热。

在一些实施例中，所述蒸发段和/或所述冷凝段为翅片式热管。

在一些实施例中，所述蒸汽系统包括容器，所述容器用于存储所述工业介质，所述容器与所述蒸汽管路连通，且所述容器位于所述预热器的上游。

在一些实施例中，所述蒸汽系统包括除氧器，所述除氧器设于所述蒸汽管路，且所述除氧器位于所述预热器和所述蒸汽发生器之间。

在一些实施例中，所述蒸汽系统包括第一泵，所述第一泵设于所述蒸汽管路，且所述第一泵位于所述容器和所述预热器之间。

在一些实施例中，所述蒸汽系统包括第二泵，所述第二泵设于所述蒸汽管路，且所述第二泵位于所述除氧器和所述蒸汽发生器之间。

在一些实施例中，所述蒸汽系统包括蒸汽支管，所述蒸汽支管的一端与位于所述过热器下游的所述蒸汽管路相连，所述蒸汽支管的另一端与所述除氧器相连。

在一些实施例中，所述核能系统包括第一回路和第二回路，所述第一回路包括第一循环管路、反应堆和核发生器，所述反应堆和所述核发生器设于所述第一循环管路，所述第二回路包括第二循环管路和冷凝器，所述核发生器和所述冷凝器设于所述第二循环管路，所述抽汽管路的一端与所述第二循环管路连通，所述抽汽管路的另一端与所述冷凝器连通。

在一些实施例中，所述第二回路包括高压缸、汽水分离再热器、低压缸、发电机，所述高压缸、所述汽水分离再热器、所述低压缸、所述发电机设于所述第二循环管路，所述第二循环管路的一端与所述核发生器和所述高压缸之间的所述第二循环管路相连。

附图说明

图1是本实用新型实施例的基于核能的工业蒸汽系统的整体结构示意图。

图2是图1中分离式热管换热结构的示意图。

附图标记：

核能系统100；

第一回路1；第一循环管路11；反应堆12；核发生器13；

第二回路2；第二循环管路21；高压缸22；汽水分离再热器23；低压缸24；发电机25；冷凝器26；

抽汽管路3；

蒸汽系统200；

蒸汽管路4；蒸汽支管41；第一泵42；第二泵43；预热器5；蒸汽发生器6；过热器7；除氧器8；容器9；冷凝段201；蒸发段202。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的基于核能的工业蒸汽系统包括核能系统100和蒸汽系统200。

核能系统100包括抽汽管路3，抽汽管路3内适于输送核蒸汽。核能系统100可以将核能转化为核蒸汽的内能，核蒸汽被输送至抽汽管路3内。

蒸汽系统200包括蒸汽管路4、预热器5、蒸汽发生器6和过热器7，预热器5、蒸汽发生器6、过热器7沿着蒸汽管路4的输送方向顺次排布，蒸汽管路4内适于通入工业介质，且蒸汽管路4内的工业介质可通过预热器5、蒸汽发生器6、过热器7与抽汽管路3内的核蒸汽换热，预热器5、蒸汽发生器6、过热器7均为分离式热管换热结构。

如图1所示，工业介质可以为水，预热器5、蒸汽发生器6、过热器7均设在蒸汽管路4上并沿着从上游至下游的方向依次排布。抽汽管路3也与预热器5、蒸汽发生器6、过热器7相连。使用时，工业介质会沿着蒸汽管路4流动，在预热器5处，工业介质会与抽汽管路3内的核蒸汽热交换，从而实现预热效果；然后在依次流经蒸汽发生器6和过热器7后，工业介质会在抽汽管路3内核蒸汽的换热作用下会被加热为过热蒸汽，然后，过热蒸汽可以被蒸汽管路4输送至相应的设备处，从而实现工业蒸汽的供给。

需要说明的是，如图2所示，预热器5、蒸汽发生器6和过热器7均可以为分离式热管换热结构。分离式热管换热结构包括一个环形热管，环形热管内充入有换热介质，环形热管可以包括一段冷凝段201和一段蒸发段202，在冷凝段201，换热介质可以与较热的流体(核蒸汽)换热并使得换热介质汽化，在蒸发段202，汽化的换热介质可以与较冷的流体(工业介质)换热，从而实现换热介质的液化。

由此，通过环形热管内的换热介质可以间接的实现两种流体的换热，避免了两种流体直接换热的情况，进而避免了直接换热时存储两种流体的管路容易破裂，进而容易造成两种流体混合的情况。

本实用新型实施例的基于核能的工业蒸汽系统既能够提供清洁、绿色的工业蒸汽，由于采用分离式热管换热结构，即使抽汽管路3或蒸汽管路4破损时，抽汽管路3和蒸汽管路4也不会混合，增强了使用的安全性，避免了工业蒸汽内容易放射污染的问题。

在一些实施例中，如图2所示，分离式热管换热结构包括蒸发段202和冷凝段201，蒸发段202安装于核电厂房内，冷凝段201安装于核电厂房外，蒸发段202适于与工业介质换热，冷凝段201适于与核蒸汽换热。由于蒸发段202和冷凝段201分别安装在不同的地方，进一步避免了破裂造成工业蒸汽受到放射污染的情况。

在一些实施例中，蒸发段202和/或冷凝段201为翅片式热管。如图2所示，蒸发段202和冷凝段201的外周侧均可以均布有散热翅片，可以增强换热效率。

在一些实施例中，如图1所示，蒸汽系统200包括容器9，容器9可以为水箱，容器9用于存储工业介质，容器9与蒸汽管路4连通，且容器9位于预热器5的上游，使用时，工业介质可以从容器9内流入蒸汽管路4内。

在一些实施例中，如图1所示，蒸汽系统200包括除氧器8，除氧器8设于蒸汽管路4，且除氧器8位于预热器5和蒸汽发生器6之间。工业介质在流入除氧器8内后，工业介质一方面可以被除氧器8雾化，另一方面可以实现除氧。

在一些实施例中，如图1所示，蒸汽系统200包括第一泵42，第一泵42设于蒸汽管路4，且第一泵42位于容器9和预热器5之间。第一泵42可以将容器9内的工业介质泵送至蒸汽管路4内。

在一些实施例中，如图2所示，蒸汽系统200包括第二泵43，第二泵43设于蒸汽管路4，且第二泵43位于除氧器8和蒸汽发生器6之间。第二泵43可以将除氧器8内的工业介质泵送至蒸汽发生器6内，从而可以保证蒸汽管路4内的液体压强。

在一些实施例中，如图1所示，蒸汽系统200包括蒸汽支管41，蒸汽支管41的一端与位于过热器7下游的蒸汽管路4相连，蒸汽支管41的另一端与除氧器8相连。由此，除氧器8可以利用产生的工业蒸汽的热能，有利于增强综合能效。

在一些实施例中，如图1所示，核能系统100包括第一回路1和第二回路2，第一回路1包括第一循环管路11、反应堆12和核发生器13，反应堆12和核发生器13设于第一循环管路11，第二回路2包括第二循环管路21和冷凝器26，核发生器13和冷凝器26设于第二循环管路21，抽汽管路3的一端与第二循环管路21连通，抽汽管路3的另一端与冷凝器26连通。

使用时，反应堆12产生的热能可以通过核发生器13(蒸汽发生器)传递给第二循环管路21内的介质(核蒸汽)，核蒸汽然后可以进入高压缸22内做功，排入的蒸汽可以进入汽水分离再热器23，经由汽水分离再热器23干燥后可以进入低压缸24做功，并实现发电机25的发电。最后乏汽可以经由凝汽器回流至核发生器13。

在一些实施例中，如图1所示，第二回路2包括高压缸22、汽水分离再热器23、低压缸24、发电机25，高压缸22、汽水分离再热器23、低压缸24、发电机25设于第二循环管路21，第二循环管路21的一端与核发生器13和高压缸22之间的第二循环管路21相连，即抽汽管路3可以与蒸汽母管连通，从而有利于增强抽汽的稳定性和便利性。

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，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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

在本实用新型中，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。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于核能的工业蒸汽系统，其特征在于，包括：

核能系统，所述核能系统包括抽汽管路，所述抽汽管路内适于输送核蒸汽；

蒸汽系统，所述蒸汽系统包括蒸汽管路、预热器、蒸汽发生器和过热器，所述预热器、所述蒸汽发生器、所述过热器沿着所述蒸汽管路的输送方向顺次排布，所述蒸汽管路内适于通入工业介质，且所述蒸汽管路内的工业介质可通过所述预热器、所述蒸汽发生器、所述过热器与所述抽汽管路内的所述核蒸汽换热，所述预热器、所述蒸汽发生器、所述过热器均为分离式热管换热结构。

2.根据权利要求1所述的基于核能的工业蒸汽系统，其特征在于，所述分离式热管换热结构包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段安装于核电厂房内，所述冷凝段安装于核电厂房外，所述蒸发段适于与所述工业介质换热，所述冷凝段适于与所述核蒸汽换热。

3.根据权利要求2所述的基于核能的工业蒸汽系统，其特征在于，所述蒸发段和/或所述冷凝段为翅片式热管。

4.根据权利要求1所述的基于核能的工业蒸汽系统，其特征在于，所述蒸汽系统包括容器，所述容器用于存储所述工业介质，所述容器与所述蒸汽管路连通，且所述容器位于所述预热器的上游。

5.根据权利要求4所述的基于核能的工业蒸汽系统，其特征在于，所述蒸汽系统包括除氧器，所述除氧器设于所述蒸汽管路，且所述除氧器位于所述预热器和所述蒸汽发生器之间。

6.根据权利要求5所述的基于核能的工业蒸汽系统，其特征在于，所述蒸汽系统包括第一泵，所述第一泵设于所述蒸汽管路，且所述第一泵位于所述容器和所述预热器之间。

7.根据权利要求6所述的基于核能的工业蒸汽系统，其特征在于，所述蒸汽系统包括第二泵，所述第二泵设于所述蒸汽管路，且所述第二泵位于所述除氧器和所述蒸汽发生器之间。

8.根据权利要求5所述的基于核能的工业蒸汽系统，其特征在于，所述蒸汽系统包括蒸汽支管，所述蒸汽支管的一端与位于所述过热器下游的所述蒸汽管路相连，所述蒸汽支管的另一端与所述除氧器相连。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的基于核能的工业蒸汽系统，其特征在于，所述核能系统包括第一回路和第二回路，所述第一回路包括第一循环管路、反应堆和核发生器，所述反应堆和所述核发生器设于所述第一循环管路，所述第二回路包括第二循环管路和冷凝器，所述核发生器和所述冷凝器设于所述第二循环管路，所述抽汽管路的一端与所述第二循环管路连通，所述抽汽管路的另一端与所述冷凝器连通。

10.根据权利要求9所述的基于核能的工业蒸汽系统，其特征在于，所述第二回路包括高压缸、汽水分离再热器、低压缸、发电机，所述高压缸、所述汽水分离再热器、所述低压缸、所述发电机设于所述第二循环管路，所述第二循环管路的一端与所述核发生器和所述高压缸之间的所述第二循环管路相连。

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