核电供暖热源系统的制作方法

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电供暖热源系统。

背景技术：

燃煤取暖是导致冬季雾霾现象最重要的因素之一，在北方集中供暖的城市里，燃煤取暖会导致空气的二氧化硫、粉尘颗粒物急剧增多。温度低、风力小等气象条件更使雾霾积蓄不散，导致了北方地区长时间的雾霾天气，成为了影响国计民生、国家形象的热点问题。此外，燃煤取暖产生的有害物质包含二氧化碳和二氧化硫，二氧化碳是温室效应的主要物质，二氧化硫易形成酸雨。因此，燃煤取暖会带来严重的环境污染问题，迫切需要推进清洁能源供暖。

作为一种重要的清洁能源，近年来核能得到了长足的发展。随着电网负荷峰谷差的日益增大，电力系统调峰形势越来越严峻。由于核电在电网中比重的增长，电力系统对核电机组参与电网调峰的需求日益增强，潜在要求核电机组参与调峰运行。

有鉴于此，确有必要提供一种核电供暖热源系统，其可解决火电供暖环境污染问题，实现核电厂供暖和核电厂参与调峰目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种核电供暖热源系统，其可解决火电供暖环境污染问题，实现核电厂供暖和核电厂参与调峰目的。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种核电供暖热源系统，其包括：汽轮机高压缸、通过高压缸排汽管和阀门与汽轮机高压缸连接的换热器，以及供热管网，其中，供热管网中的热网循环水流经换热器被高压缸排汽加热。

作为本发明核电供暖热源系统的一种改进，所述汽轮机高压缸设有三通，汽轮机高压缸经过三通引出高压缸排汽通向换热器。

作为本发明核电供暖热源系统的一种改进，核电供暖热源系统进一步包括凝汽器，高压缸排汽经换热器换热产生的疏水排向凝汽器。

作为本发明核电供暖热源系统的一种改进，所述高压缸排汽管上设有疏水装置，高压缸排汽经换热器换热产生的疏水通过孔板降压排向凝汽器。

作为本发明核电供暖热源系统的一种改进，所述汽轮机高压缸和换热器之间的高压缸排汽管上设有流量调节阀和快关阀。

作为本发明核电供暖热源系统的一种改进，所述快关阀靠近所述汽轮机高压缸。

作为本发明核电供暖热源系统的一种改进，经所述换热器加热的供热管网侧设有放射性监测装置。

作为本发明核电供暖热源系统的一种改进，所述供热管网的热网回水管道上设有温度监控和报警装置。

作为本发明核电供暖热源系统的一种改进，所述热网循环水流经换热器被高压缸排汽加热至水温为130-140℃，例如130℃。

作为本发明核电供暖热源系统的一种改进，所述高压缸排汽的温度为160-180℃，例如178℃。

相对于现有技术，本发明核电供暖热源系统使用核电厂供暖，避免了火电厂供暖的环境污染问题；以汽轮机高压缸排汽作为供暖热源，蒸汽已在高压缸中做功，可有效提高核电厂热效率；换热器至凝汽器的疏水可提高凝结水温度，从而提高核电厂效率，实现核电厂供暖和核电厂参与调峰运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电供暖热源系统及其技术效果进行详细说明，其中：

图1为核电厂二回路汽水流程示意图。

图2为本发明核电供暖热源系统的核电厂高压缸排汽供暖流程示意图。

图中：

10--汽轮机高压缸；20--换热器；30--供热管网；40--流量调节阀；50--快关阀；60--温度监控和报警装置。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参照图1所示的核电厂二回路汽水流程图，由凝汽器冷凝产生的凝结水依次经过轴封加热器、1号加热器、2号加热器、3号加热器、4号加热器、除氧器、6号加热器、7号加热器进入蒸汽发生器。作为热交换设备，蒸汽发生器将凝结水加热为饱和蒸汽(此部分饱和蒸汽以下简称主蒸汽)。汽轮机包括高压缸、中压缸以及两个或三个低压缸。主蒸汽通过四根高压进汽管道进入高压缸，每根管道设置一个主汽阀和一个调节阀。在高压缸中膨胀做功以后，蒸汽被送往两个并联运行的汽水分离再热器中(位于高中压缸的两侧)，一部分主蒸汽未进入高压缸，而是通过蒸汽管道进入汽水分离再热器，作为汽水分离再热器中二级再热器的加热汽源。

随着在高压缸内的膨胀做功，蒸汽湿度不断增加，高压缸的排汽湿度高达14.2％。如果高压缸排汽直接进入低压缸做功，将对低压缸的叶片产生严重的冲刷腐蚀，并增加了湿汽损失。因此，在高压缸和低压缸之间设置汽水分离再热器，其具体功能如下：1.除去高压缸排汽中约98％的水份；2.提高进入低压缸的蒸汽温度，使之成为过热蒸汽。

汽水分离再热器包括除湿装置、一级再热器和二级再热器。蒸汽先在汽水分离器中进行除湿，接着在两级再热器中依次加热后(从汽轮机7号抽汽供给汽水分离再热器的第一级再热，主蒸汽供给汽水分离再热器的第二级再热)，通过四根再热蒸汽管道进入中压缸，每根再热蒸汽管道设置再热主汽阀和调节阀。

汽水分离再热器的疏水系统由3个单独的系统组成，分别是除湿装置疏水系统、第1级再热器疏水系统、第2级再热器疏水系统。从汽水分离再热器壳体分离出来的凝结水最初靠重力疏水到疏水箱，再经过疏水泵、电动阀、调节阀进入布置位置较高的除氧器。汽水分离再热器第1级和第2级再热器的凝结水通过重力作用被排放到各自的再热器疏水箱中。通常，再热器疏水箱收集到的凝结水分别疏水至6号加热器(对应于第1级再热器)或7号加热器(对应于第2级再热器)，疏水管线上设置电动阀和调节阀，调节阀开度根据疏水箱液位自动调整。每个疏水箱单独设置排向凝汽器的紧急疏水管线，当对应的加热器或除氧器出现液位高情况，凝结水通过紧急疏水管线排向凝汽器。

进入中压缸的蒸汽在中压缸膨胀作功以后，再进入低压缸膨胀做功，最终乏汽进入凝汽器，冷凝为凝结水。两个蒸汽发生器出口的再热蒸汽管道还设置带调节阀的供暖管路，这部分蒸汽根据实际需要进入表面式加热器，加热供暖水后，供暖水提供给用户，蒸汽疏水进入疏水扩容器，再经过疏水泵最终进入凝汽器，经过轴封加热器以及各级加热器后送入核岛蒸汽发生器。

为了保证核岛额定工况下凝结水侧流量、温度要求，高压缸设置6、7号抽汽口，用于加热6、7号加热器的凝结水，其中，一部分7号抽汽进入汽水分离再热器作为一级再热器的加热汽源，一部分高压缸排汽进入除氧器加热凝结水。中压缸设置3、4号抽汽口，用于3、4号加热器的凝结水。低压缸设置1、2号抽汽口，用于1、2号加热器的凝结水。

请一并参照图2所示，核电厂对外供暖的热源选择上，可采用经过高压缸做功后的高压缸排汽，汽轮机高压缸排汽为含湿量较大的饱和蒸汽，其压力约为9.65bar.a，湿度为14.3％，温度约为178℃。根据实际供暖负荷，调整进入汽水分离再热器的高压缸乏汽量，适当打开供暖管路上的调节阀，加热供暖水后，供暖水提供给用户，蒸汽疏水进入疏水扩容器，再经过疏水泵最终进入凝汽器。

请继续参照图2所示，本发明核电供暖热源系统包括：汽轮机高压缸10、通过高压缸排汽管和阀门与汽轮机高压缸10连接的换热器20，以及供热管网30，其中，供热管网30中的热网循环水流经换热器20被高压缸排汽加热。

在高压缸排汽管道上增加三通，引出排汽通向换热器20，通过换热器20利用178℃的高压缸排汽将热网循环水加热到130-140℃，例如130℃左右，满足长输供热管网30的参数需求，排汽产生的疏水排向凝汽器(未图示)，保证了二回路水量平衡。

核电供暖热源系统进一步包括凝汽器(未图示)，针对蒸汽湿度高、管道疏水量大的特性，在高压缸排汽管道上设置疏水装置(未图示)。综合考虑启动和正常运行的疏水量，避免疏水不畅带来的水锤，产生的管道疏水通过孔板降压排向凝汽器。

汽轮机高压缸10和换热器20之间的高压缸排汽管上设有流量调节阀40和快关阀50，根据本发明的一个实施方式，在新引出的高压缸排汽管道靠近母管处配置响应灵敏的快关阀50，其响应时间满足汽轮机防进水要求，以保证汽轮机的安全性.

除通过加热器的设置保证核电厂二回路潜在放射性的包容外，在供暖管网侧加热器出口设置放射性监测装置(krt监测)，通过监测热网循环水的放射性活度判断泄露情况，并结合运行策略及时采取措施，防止换热器破损带来的可能性影响。在热网回水管道上设置温度的监控和报警60，根据测得的回水温度值，计算供暖负荷的变化情况，通过热平衡计算，适时调整发电机负荷，实现机堆负荷匹配，保证电厂安全平稳运行。

在图示实施方式中，热网循环水流经换热器被高压缸排汽加热至水温约130-140℃(如130℃)，高压缸排汽的温度为约60-180℃(如178℃)。本发明通过系统的分析研究，形成一整套的利用汽轮机高压缸排汽作为核电厂对外供暖热源的设计方案，能够实现核电厂的对外清洁供暖，同时通过一系列措施保证电厂内设备、系统、乃至整个电厂的安全稳定运行。

结合以上对本发明实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明核电供暖热源系统使用核电厂供暖，避免了火电厂供暖的环境污染问题；以汽轮机高压缸排汽作为供暖热源，蒸汽已在高压缸中做功，可有效提高核电厂热效率；换热器至凝汽器的疏水可提高凝结水温度，从而提高核电厂效率，实现核电厂供暖和核电厂参与调峰运行。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。