一种干旱地区核电厂太阳能辅助间接空冷系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明专利属于能源领域，具体涉及一种应用于干旱地区的核电厂太阳能辅助间接空冷系统。
【背景技术】
[0002]我国长期以煤为主的能源结构，是制约经济与社会发展的瓶颈，核能、太阳能、风能等多种能源综合发展是我国能源结构调整的重大战略。目前核电站主要建在东南沿海一带，依靠抽引海水对汽轮机排汽直接冷却。然而东南沿海经济发达、人口密度高，一旦核电厂发生事故将会对周边地区造成重大灾难。目前我国核电厂采用的直接水冷法需要大量的水资源，而且海水与核电厂二回路直接相连，一旦核电厂发生泄漏，放射性物质便会流到海水中，直接污染海水。所以，未来核电厂的选址将倾向于人口密集度低的地区，如我国西北地区。
[0003]目前国内已有很多专家探讨在西北缺水地区建核电厂的可行性，然而，冷却问题是制约其发展的一项重要因素。由热力学第二定律可知，冷源的冷却效果越好，机组的经济性越好。目前主要的冷却方式有:空气冷却、冷却塔冷却、蒸汽冷却和开放式水冷却等。在严重缺水的干旱地区，除空气冷却以外的三种冷却方式都不可行。空气冷却相对于其他三种冷却方式，不仅可节约大量水资源，并且在运行维修费用、污染控制等方面有较大优势，所以在空气冷却是干旱地区核电厂蒸汽冷却的理想方式。然而核电厂要求机组运行有较高的稳定性，直接空气冷却器冷却介质的温度波动较大，并且冷却器涉及水、蒸汽、空气三种介质，原理比较复杂，而且一旦发生泄漏，放射性物质将直接释放到大气中，不利于核电机组的安全性。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种应用于干旱地区的核电厂太阳能辅助间接空冷系统，实现能量与负荷的匹配，在保证安全性的同时，提高核电厂运行的经济性。
[0005]技术方案:为解决上述技术问题，本发明的一种干旱地区的核电厂太阳能辅助间接空冷系统，包括循环冷却装置和一组空冷装置单元，所述循环冷却装置包括高温主流管、低温主流管、与高温主流管相连的一组高温支流管、与低温主流管相连的一组低温支流管以及一组分别设在高温支流管与低温支流管之间的单元式空气冷却器，所述高温主流管、低温主流管、高温支流管、低温主流管、单元式空气冷却器组成一回路；所述空冷装置单元包括依次相连的空气冷却器引流塔(I)、太阳能电池装置、直流-交流变换器、交流连接装置、厂用电母线，所述厂用电母线通过第一开关、第二开关分别与第一引风机、第二引风机相连接，所述引风机为垂直布置，置于空气冷却器引流塔的下方，引风机外侧布置单元式空气冷却器，所述每个空冷装置单元对应两个单元式空气冷却器。。
[0006]进一步地，所述单元式空气冷却器包括翅片管束、分别设在翅片管束两端的分配管箱和收集管箱，所述翅片管束两端与高温支流管之间设有一热端节流阀，翅片管束与低温支流管之间设有一冷端节节流阀。
[0007]进一步地，所述高温主流管与低温主流管交汇处设有一表面式凝汽器。
[0008]进一步地，所述表面式凝汽器与汽轮机相连。
[0009]进一步地，所述在高温主流管或者在低温主流管上设有一循环水泵。
[0010]进一步地，所述在单元式空气冷却器上设有挡风板，流过单元式空气冷却器的热风经过挡风板以一定的倾斜角流入空气冷却器引流塔中，改善空气冷却器引流塔内的流场，加强对流换热的效果。
[0011]进一步地，与表面式凝汽器相连的管道上设有一凝结水泵。
[0012]进一步地，所述太阳能电池装置包括太阳能电池板、安装在太阳能电池板下方的太阳能电池支架、安装在支架下方的底座以及设在太阳能电池板上的太阳能电池工作台。
[0013]本发明中间接空气冷却器可以很好地满足稳定冷却、隔离放射性物质等需求。西北地区有丰富的太阳能资源，而且随着技术的发展，太阳能发电的成本也越来越低，特别是在太阳能年辐射量较高的地区。并且西北地区白天气温高，冷却负荷大，太阳能丰富；晚上气温低，冷却负荷小，太阳能贫乏。所以，空气冷却器的风机可以由太阳能辅助供电的厂用电母线供电，实现负荷与能量的匹配，提高间接空气冷却器的经济性。
[0014]核电厂蒸汽发生器排出的蒸汽到汽轮机中做功后，需要对排汽进行冷却并收集介质，经过凝结水泵、给水泵送到蒸汽发生器中继续生成蒸汽，从而实现工质与能量的循环。为了使凝汽器的冷凝效果稳定并清洁的回收介质，采用表面式凝汽器对机组蒸汽进行冷却。凝汽器中流出的高温水通过高温主流管、高温支流和节水阀分配到不同的单元式空气冷却器中，高温水流到空气冷却器中后，首先流经分配管箱，将介质分配到垂直排列的翅片管束中。为了加强冷却效果，单元式空气冷却器以一定的倾斜角沿空气冷却器引流塔周向排列，并在单元式空气冷却器内侧装有引风机，加强冷却风的流动；流经空气冷却器的热风经过向上倾斜的挡风板流入空气冷却器引流塔内，这样使得引流塔内的热风以旋流的方式上升，改善了引流塔内的流场；并将热量带到高空，减少了冷却单元之间的干扰，从而加强了冷却效果。高温水流经管束经过冷却后，汇集到收集管箱中，通过节流水阀汇集到低温支流管，进而流入低温主流管，通过循环水泵加压后流进凝汽器对汽轮机组蒸汽进行冷却。为了提高空气冷却器的效果，翅片管束的通流能力有限，所以需要设计多个并联的空气冷却器单元，通过节流水阀分配每个空气冷却器单元的流量。
[0015]为了节省引风机电机的耗电量，采用太阳能辅助供电；为了节约材料与占地面积，利用空气冷却器原有的架构搭建太阳能板。白天，空气温度较高，空气冷却器的冷却负荷较大，太阳能承担部分引风机负荷。晚上，空气温度较低，空气冷却器的冷却负荷较小，在没有太阳能辅助供电的情况下依次停掉部分引风机，实现负荷与能量的匹配；由于是依次关闭引风机，流体混合时不会产生较大的温差，不至于影响到空气冷却器的冷却性能。
[0016]有益效果:本发明相对于现有技术而言，具备以下优点:
I)设计出干旱地区核电厂蒸汽冷却系统，使在低人口密集度地区建造核电厂成为可能，缩小了核电厂事故的受灾人群。
[0017]2)对汽轮机组的排汽采用表面式凝汽器，该技术较为成熟，可以稳定地冷却核电机组，提高了机组的稳定性，并能清洁的回收核电厂二回路工质，提高了机组的经济性。
[0018]3)采用空气冷却器对凝汽器冷却剂进行冷却，从而实现工质的循环利用，节约了水资源，并通过间接式冷却的方法，提高了核电机组与外界环境的隔离程度，即使凝汽器发生泄漏，放射性物质也不会直接释放到环境中。
[0019]4)利用太阳能辅助系统，实现太阳能辅助供电与厂用电的灵活调节，并且协调了能量和负荷之间的关系，保证了引风机功率的稳定性。
[0020]5)建设核电厂和太阳能电厂联合系统，可使二者共用厂房设施以及支架结构，减少了分别建厂的基建费用，提高了经济性。
[0021]6)由于东南沿海太阳能年辐射量较低，太阳能发电的经济性较低，因此发展受阻；通过在干旱地区核电厂应用太阳能发电技术，开拓了其应用前景，对我国能源结构调整具有重要意义。