CN218523542U - 核电厂温排水余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种核电厂温排水余热利用系统，包括：取热换热器、热压缩装置、混凝换热器以及取水泵，热压缩装置包括吸收器、发生器、溶液循环泵以及溶液换热器。本申请提供的上述方案，实现了温排水的热量回收，回收的热量和制取的淡水以水热同传的方式用作城市供暖/供冷和淡水资源补充。在同等的供热规模下，减少了电厂的抽汽量，提高了发电量，有助于提升核电厂的经济效益。同时，充分利用核能余热，减少了周边区域化石能源的消耗。

Description

核电厂温排水余热利用系统

技术领域

本实用新型涉及核电站用技术领域，特别是涉及一种核电厂温排水余热利用系统。

背景技术

现有核电厂在工作时，大多是利用核燃料裂变反应释放出来的热能产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机做功发电，同时，做功后的蒸汽排入到凝汽器中冷却成为凝结水，然后再次循环产生蒸汽。

对于以海水作为冷却水的核电站，海水流过凝汽器时会带走汽轮机排汽的热量，通过排海或在冷却塔中降温，最终将这部分热量释放到大海或大汽中，该过程中经过凝汽器换热而温度升高的海水即为“温排水”。

受限于核燃料包壳材料的温度上限，以及压力容器的极限压力参数，核电厂的热能利用效率为33％左右，这意味着约有67％的热能无法得到利用，其中绝大部分热能由温排水带走。当温排水直接排至大海时，温排水的热量不但无法得到利用，而且直接排入大海会导致其所在海域温度上升，从而对环境带来不利影响；当温排水通过冷却塔降温时会导致机组背压升高，影响发电量。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有核电厂产生的温排水热量利用率低的问题，提供一种核电厂温排水余热利用系统。

本申请提供了一种核电厂温排水余热利用系统，包括：取热换热器、热压缩装置、混凝换热器以及取水泵，所述热压缩装置包括吸收器、发生器、溶液循环泵以及溶液换热器；

所述取热换热器上的温排水入口通过管道与核电厂中的凝汽器的出水口连接；所述取热换热器上的原料入水口通过管道与所述取水泵连接；所述取热换热器中产生的低温蒸汽通过管道输送到所述吸收器中；

所述吸收器、所述溶液循环泵、所述溶液换热器以及所述发生器依次通过管道连接，所述发生器上的抽汽进口与核电厂上的核电机组汽轮机上的抽汽管道连接，所述发生器上的出汽口通过管道与所述混凝换热器上的进汽口连接；

所述混凝换热器上的抽汽进口与核电厂上的核电机组汽轮机上的抽汽管道连接，所述混凝换热器上的进水口通过管道与所述吸收器连接。

上述核电厂温排水余热利用系统，当凝汽器中产生的温排水流入到取热换热器内，同时取水泵将原料海水吸入到取热换热器后，温排水在取热换热器内与原料海水换热，温排水温度降低，原料海水被加热生成低温蒸汽；低温蒸汽通过管道进入到吸收器内被浓溴化锂溶液吸收生成稀溴化锂溶液，该稀溴化锂溶液再经过溶液循环泵升压和溶液换热器余热后送入发生器中，在高温汽轮机抽汽的作用下产生高温蒸汽，同时发生器中产生的高温蒸汽通过管道输送到混凝换热器中。随后低温回水进入到吸收器中，吸收低温蒸汽的潜热，然后进入到混凝换热器中与混凝换热器中的高温蒸汽混合，在高温汽轮机抽汽的作用下达到预定温度，此时，混凝换热器将产生的蒸汽及热水一起输送到用户，实现水热同传。

该系统实现了温排水的热量回收，回收的热量和制取的淡水以水热同传的方式用作城市供暖/供冷和淡水资源补充。在同等的供热规模下，减少了电厂的抽汽量，提高了发电量，有助于提升核电厂的经济效益。同时，充分利用核能余热，减少了周边区域化石能源的消耗。

在其中一个实施例中，所述发生器上的高温溶液出口通过管道与所述溶液换热器上的高温溶液入口连接，所述溶液换热器上的溶液出口通过管道与所述吸收器上的进液口连接。

在其中一个实施例中，所述核电厂温排水余热利用系统还包括预处理模块，所述预处理模块设置在所述取热换热器上的原料入水口与所述取水泵之间的管道上。

在其中一个实施例中，所述预处理模块包括过滤器，所述过滤器设置在所述取热换热器上的原料入水口与所述取水泵之间的管道上。

在其中一个实施例中，所述核电厂温排水余热利用系统还包括真空泵，所述取热换热器上的抽真空接口通过管道与所述真空泵连接。

在其中一个实施例中，所述核电厂温排水余热利用系统还包括第一真空控制阀，所述第一真空控制阀设置在所述取热换热器上的抽真空接口与所述真空泵之间的管道上。

在其中一个实施例中，所述吸收器上的抽真空接口通过管道与所述真空泵连接。

在其中一个实施例中，所述核电厂温排水余热利用系统还包括第二真空控制阀，所述第二真空控制阀设置在所述吸收器上的抽真空接口与所述真空泵之间的管道上。

在其中一个实施例中，所述核电厂温排水余热利用系统还包括低温回水管道，所述低温回水管道连接在所述吸收器上，所述低温回水管道上设置有第一流量控制阀。

在其中一个实施例中，所述混凝换热器上的出水管道上设置有第二流量控制阀。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的核电厂温排水余热利用系统的示意图。

图中标记如下：

1、取热换热器；101、第一管道；102、第二管道；2、热压缩装置；201、吸收器；202、发生器；203、溶液循环泵；204、溶液换热器；3、混凝换热器；4、取水泵；5、预处理模块；6、真空泵；7、核电机组汽轮机；8、发电机；9、凝汽器；10、第三管道；11、第四管道；12、第五管道；13、第六管道；14、低温回水管道；15、第七管道；16、第八管道；17、第一真空控制阀；18、第二真空控制阀；19、第九管道；20、第十管道。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，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；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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本申请一实施例中，提供了一种核电厂温排水余热利用系统，包括：取热换热器1、热压缩装置2、混凝换热器3以及取水泵4，热压缩装置2包括吸收器201、发生器202、溶液循环泵203以及溶液换热器204；其中，取热换热器1上的温排水入口通过管道与核电厂中的凝汽器9的出水口连接；取热换热器1上的原料入水口通过管道与取水泵4连接；取热换热器1中产生的低温蒸汽通过管道输送到吸收器201中；吸收器201、溶液循环泵203、溶液换热器204以及发生器202依次通过管道连接，发生器202上的抽汽进口与核电厂上的核电机组汽轮机7上的抽汽管道连接，发生器202上的出汽口通过管道与混凝换热器3上的进汽口连接；混凝换热器3上的抽汽进口与核电厂上的核电机组汽轮机7上的抽汽管道连接，混凝换热器3上的进水口通过管道与吸收器201连接。

上述取热换热器1、吸收器201、发生器202、溶液循环泵203、溶液换热器204、混凝换热器3、取水泵4以及凝汽器9均为现有技术，此处不再累述。

示例性的，取热换热器1上的温排水入口A通过第三管道10与凝汽器9的出水口连接，取热换热器1上的原料入水口D通过第二管道102与取水泵4连接；取热换热器1上的蒸汽出口C通过第一管道101与吸收器201连接；取热换热器1上的排水出口E通过管道与外部连通；

发生器202上的抽汽进口通过第四管道11与核电机组汽轮机7上的抽汽管道连接，发生器202上的出汽口通过第六管道13与混凝换热器3上的进汽口连接，且混凝换热器3上的抽汽进口通过第五管道12与核电厂上的核电机组汽轮机7上的抽汽管道连接，混凝换热器3上的进水口通过第七管道15与吸收器201连接。

当核电厂在工作时，核电厂中的核电机组汽轮机7利用核燃料裂变反应释放出来的热能产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机做功带动发电机8发电，同时，做功后的蒸汽排入到凝汽器9中冷却成为凝结水。当海水流过凝汽器9时会带走汽轮机排汽的热量，该过程中经过凝汽器9换热而温度升高的海水即为“温排水”。

为了有效利用温排水中的余热，本申请将凝汽器9产生的温排水通过第三管道10输送到取热换热器1内，同时取水泵4启动将原料海水吸入到取热换热器1后，温排水就会在取热换热器1内与原料海水换热，温排水温度降低，原料海水被加热生成低温蒸汽；该低温蒸汽通过第一管道101进入到吸收器201内被浓溴化锂溶液吸收生成稀溴化锂溶液，该稀溴化锂溶液再经过溶液循环泵203升压和溶液换热器204余热后送入发生器202中，此时，核电机组汽轮机7上汽轮机工作，汽轮机抽出一部分蒸汽通过第四管道11输送到发生器202中，发生器202内的溶液经过蒸汽作用后产生高温蒸汽，该高温蒸汽再通过第六管道13输送到混凝换热器3中。

随后低温回水进入到吸收器201，吸收其内低温蒸汽的潜热，然后溶液在通过第七管道15进入到混凝换热器3中与混凝换热器3中的高温蒸汽混合，此时，汽轮机抽出一部分蒸汽通过第五管道12输送到混凝换热器3中，从而使得混凝换热器3中的溶液达到预设温度，然后混凝换热器3将产生的热能及热水通过第八管道16一起输送到用户，实现水热同传。

该系统实现了温排水的热量回收，回收的热量和制取的淡水以水热同传的方式用作城市供暖/供冷和淡水资源补充。在同等的供热规模下，减少了电厂的抽汽量，提高了发电量，有助于提升核电厂的经济效益。同时，充分利用核能余热，减少了周边区域化石能源的消耗。

在一些实施例中，如图1所示，发生器202上的高温溶液出口通过管道与溶液换热器204上的高温溶液入口连接，溶液换热器204上的溶液出口通过管道与吸收器201上的进液口连接。

示例性的，发生器202上的高温溶液出口通过第九管道19与溶液换热器204上的高温溶液入口连接，溶液换热器204上的溶液出口通过第十管道20与吸收器201上的进液口连接，这样发生器202中的高温溶液就可以回流到吸收器201，方便回收高温溶液的热量。

在一些实施例中，当取水泵4将原料海水吸入到取热换热器1中时，为了避免原料海水中的杂物也流入到取热换热器1内，如图1所示，核电厂温排水余热利用系统还包括预处理模块5，该预处理模块5设置在取热换热器1上的原料入水口与取水泵4之间的管道上。

进一步地，本申请中的预处理模块5包括过滤器，该过滤器设置在取热换热器1上的原料入水口与取水泵4之间的管道上，由于过滤海水中的杂物。

在一些实施例中，由于维持取热换热器1中的真空环境，如图1所示，核电厂温排水余热利用系统还包括真空泵6，其中，取热换热器1上的抽真空接口通过管道与真空泵6连接。在工作时，通过启动真空泵6，真空泵6即可对取热换热器1中的内腔抽真空。

进一步地，为了方便调节取热换热器1内的真空压力，如图1所示，核电厂温排水余热利用系统还包括第一真空控制阀17，第一真空控制阀17设置在取热换热器1上的抽真空接口与真空泵6之间的管道上。

在一些实施例中，为了维持吸收器201中的真空环境，如图1所示，吸收器201上的抽真空接口通过管道与真空泵6连接。在工作时，通过启动真空泵6，真空泵6即可对吸收器201中的内腔抽真空。

进一步地，为了方便调节吸收器201内的真空压力，如图1所示，核电厂温排水余热利用系统还包括第二真空控制阀18，该第二真空控制阀18设置在吸收器201上的抽真空接口与真空泵6之间的管道上。

在一些实施例中，如图1所示，核电厂温排水余热利用系统还包括低温回水管道14，低温回水管道14连接在吸收器201上，低温回水管道14上设置有第一流量控制阀。

本申请中低温回水管道14的设置，方便了将低温回水输送到吸收器201内，同时第一流量控制阀的设置，方便控制进入低温回水管道14中液体流量的大小。

在一些实施例中，为了方便控制从混凝换热器3中流出热水的流量的大小，如图1所示，混凝换热器3上的第八管道16上设置有第二流量控制阀。在使用时，通过调节第二流量控制阀即可调节从混凝换热器3中流出热水的流量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种核电厂温排水余热利用系统，其特征在于，包括：取热换热器(1)、热压缩装置(2)、混凝换热器(3)以及取水泵(4)，所述热压缩装置(2)包括吸收器(201)、发生器(202)、溶液循环泵(203)以及溶液换热器(204)；

所述取热换热器(1)上的温排水入口通过管道与核电厂中的凝汽器(9)的出水口连接；所述取热换热器(1)上的原料入水口通过管道与所述取水泵(4)连接；所述取热换热器(1)中产生的低温蒸汽通过管道输送到所述吸收器(201)中；

所述吸收器(201)、所述溶液循环泵(203)、所述溶液换热器(204)以及所述发生器(202)依次通过管道连接，所述发生器(202)上的抽汽进口与核电厂上的核电机组汽轮机(7)上的抽汽管道连接，所述发生器(202)上的出汽口通过管道与所述混凝换热器(3)上的进汽口连接；

所述混凝换热器(3)上的抽汽进口与核电厂上的核电机组汽轮机(7)上的抽汽管道连接，所述混凝换热器(3)上的进水口通过管道与所述吸收器(201)连接。

2.根据权利要求1所述的核电厂温排水余热利用系统，其特征在于，所述发生器(202)上的高温溶液出口通过管道与所述溶液换热器(204)上的高温溶液入口连接，所述溶液换热器(204)上的溶液出口通过管道与所述吸收器(201)上的进液口连接。

3.根据权利要求1所述的核电厂温排水余热利用系统，其特征在于，所述核电厂温排水余热利用系统还包括预处理模块(5)，所述预处理模块(5)设置在所述取热换热器(1)上的原料入水口与所述取水泵(4)之间的管道上。

4.根据权利要求3所述的核电厂温排水余热利用系统，其特征在于，所述预处理模块(5)包括过滤器，所述过滤器设置在所述取热换热器(1)上的原料入水口与所述取水泵(4)之间的管道上。

5.根据权利要求1所述的核电厂温排水余热利用系统，其特征在于，所述核电厂温排水余热利用系统还包括真空泵(6)，所述取热换热器(1)上的抽真空接口通过管道与所述真空泵(6)连接。

6.根据权利要求5所述的核电厂温排水余热利用系统，其特征在于，所述核电厂温排水余热利用系统还包括第一真空控制阀(17)，所述第一真空控制阀(17)设置在所述取热换热器(1)上的抽真空接口与所述真空泵(6)之间的管道上。

7.根据权利要求5所述的核电厂温排水余热利用系统，其特征在于，所述吸收器(201)上的抽真空接口通过管道与所述真空泵(6)连接。

8.根据权利要求7所述的核电厂温排水余热利用系统，其特征在于，所述核电厂温排水余热利用系统还包括第二真空控制阀(18)，所述第二真空控制阀(18)设置在所述吸收器(201)上的抽真空接口与所述真空泵(6)之间的管道上。

9.根据权利要求1所述的核电厂温排水余热利用系统，其特征在于，所述核电厂温排水余热利用系统还包括低温回水管道(14)，所述低温回水管道(14)连接在所述吸收器(201)上，所述低温回水管道(14)上设置有第一流量控制阀。

10.根据权利要求1所述的核电厂温排水余热利用系统，其特征在于，所述混凝换热器(3)上的出水管道上设置有第二流量控制阀。

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