本发明属于核电核能供热技术领域，具体涉及一种大型商用核能中高压蒸汽远距离区域热能供应系统及方法。
背景技术：
核能是一种高效清洁的能源，越来越受到公众的接受。提高核电在电网发电量中的占比，替代火电，对于减少我国大面积雾霾天气具有积极意义。目前核能是替代化石燃料，减少温室气体排放最有效的手段。
以秦山核电周边45公里半径内燃煤电厂的嘉兴市为例，嘉兴市到2015年底共有30家地方小型热电联产电厂，其中纯燃煤热电联产发电厂26家，一般装机2至3台6000千瓦至1.5万千瓦的小型中高压汽轮发电机，全市总装容量97.05万千瓦。2015年，嘉兴市地方热电联产电厂供电标煤耗为304.4克/千瓦时，供热标煤耗39.26千克/吉焦，6000千瓦及以上电厂累计发电55.34亿千瓦时，上网电量30.4亿千瓦时。全市热电联产业99台锅炉、71台发电机年度煤耗总量632.59万吨。这些小型电厂一方面效率低于大型火电厂，环境排放压力巨大，另一方面还挤占了高效大型火电机组上网用电负荷指标。但是，因为地方食品、纺织、造纸等工业和生活需要，难以解决生产和生活热能供应问题，我国地方小型热电联产企业得以长期发展运行，给环境带来了巨大的压力。
核电厂具有丰富稳定高质量的核能热源，传统方法，其核能在工厂区域内直接转化成电能，通过高压电网向外界输送。本发明以核电高质量核能源为源头，提出了完整的大型商用核能中高压蒸汽远距离输送区域热能供应系统设计方案，用核电厂主蒸汽制备高焓值中高压蒸汽，通过远距离输送，替换热电联产小型火电厂或其他工业锅炉燃煤热源，实现大面积核能安全利用保护环境的目的。
建设核电过热中高压蒸汽长距离传输主管道，将蒸汽传输到目前热电联产企业，保留少部分小型汽轮发电机，作为蒸汽长距离输送基础负荷，替代他们的燃煤锅炉热源，其下级供热体系保持不变，实现燃煤蒸汽核能替代的平稳切换。这样的方案，应该是非常科学可行的方案。
技术实现要素：
本发明的目的在于研制设计一种大型商用核能中高压蒸汽远距离输送区域热能供应系统，通过远距离大容量高焓值蒸汽热能供应，减少大型核电站周围工业和民用燃煤使用，实现环境污染减少目的。
本发明的技术方案如下所述：
一种大型商用核能中高压蒸汽远距离区域热能供应系统，包括大型商用核电厂、三回路中高压过热蒸汽远程输送管道、三回路中第一中高压蒸汽分送管道、三回路中第二中高压蒸汽分送管道、小型热电厂、造纸厂或印染厂、第一低压蒸汽管网、第二低压蒸汽管网、第一低压蒸汽用户和第二低压蒸汽用户；三回路中高压过热蒸汽远程输送管道的输入端与大型商用核电厂的输出端连通，输出端分别与三回路中第一中高压蒸汽分送管道和三回路中第二中高压蒸汽分送管道的输入端连通；三回路中第一中高压蒸汽分送管道的输出端连通小型热电厂；三回路中第二中高压蒸汽分送管道的输出端与造纸厂或印染厂连通；小型热电厂通过第二低压蒸汽管网与第二低压蒸汽用户连通；造纸厂或印染厂通过第一低压蒸汽管网与第一低压蒸汽用户连通。
如上所述的大型商用核电厂的内部包括中高压饱和蒸汽发生器、二回路抽汽凝结水泵、三回路给水泵、蒸汽再热加热器、核电站二回路主蒸汽系统管道、核电站二回路主给水系统管道、二回路主蒸汽抽汽管道、二回路主蒸汽抽汽隔离阀、二回路主蒸汽抽汽输送管道、二回路抽汽凝结水管道、二回路抽汽凝结水输送管道、三回路给水管道、三回路给水输送管道、三回路中高压饱和蒸汽管道和蒸汽再热加热器热源；二回路主蒸汽系统管道的一端与核电站蒸汽发生器连通，另一端与核电站汽轮机高压缸连通，中部与二回路主蒸汽抽汽管道的一端连通；二回路主给水系统管道的一端与核电站蒸汽发生器主给水入口连通，另一端与核电站主给水泵出口连通，中部与二回路抽汽凝结水输送管道的一端连通；二回路主蒸汽抽汽管道的另一端通过二回路主蒸汽抽汽隔离阀与二回路主蒸汽抽汽输送管道的一端连通；二回路抽汽凝结水输送管道的另一端通过二回路抽汽凝结水泵与二回路抽汽凝结水管道的一端连通；三回路给水管道通过三回路给水泵与三回路给水输送管道的一端连通；中高压饱和蒸汽发生器的三回路给水入口与三回路给水输送管道的另一端连通，三回路中高压饱和蒸汽出口与三回路中高压饱和蒸汽管道的一端连通，二回路中高压蒸汽入口与二回路主蒸汽抽汽输送管道的另一端连通，中高压蒸汽凝结水出口与二回路抽汽凝结水管道的另一端连通；蒸汽再热加热器的入口与三回路中高压饱和蒸汽管道的另一端连通，出口与三回路中高压过热蒸汽远程输送管道的输入端连通；蒸汽再热加热器热源设置在蒸汽再热加热器上。
如上所述的大型商用核电厂与小型热电厂、造纸厂或印染厂的蒸汽传输距离大于等于五公里。
一种大型商用核能中高压蒸汽远距离区域热能供应方法，使用如上所述的供应系统，具体步骤如下：
步骤1：在大型商用核电厂内部核反应堆裂变能量加热产生的热量聚集在二回路主蒸汽系统传送，通过二回路主蒸汽抽汽管道从核电站二回路主蒸汽系统中抽取部分主蒸汽，经过二回路主蒸汽抽汽隔离阀，通过二回路主蒸汽抽汽输送管道，进入中高压饱和蒸汽发生器加热三回路中的水，产生温度、压力低于核电站二回路主蒸汽系统管道和二回路主蒸汽抽汽管道中的中高压饱和蒸汽；
步骤2：使用步骤1抽取的核电站二回路主蒸汽通过中高压饱和蒸汽发生器释放能量凝结的水，通过二回路抽汽凝结水管道和二回路抽汽凝结水泵，通过管道泵送回核电站二回路主给水系统管道；
步骤3：来自三回路给水管道的三回路水，通过三回路给水泵，经过三回路给水输送管道，将水泵送至中高压饱和蒸汽发生器；其中，二回路主蒸汽与三回路水在中高压饱和蒸汽发生器中只存在热量交换，而不产生介质交换或串通；
步骤4：三回路水通过中高压饱和蒸汽发生器吸收二回路主蒸汽热量，产生三回路中高压饱和蒸汽，该蒸汽参数，即三回路中高压饱和蒸汽管道中的温度和压力，低于核电站二回路主蒸汽参数，即核电站二回路主蒸汽系统管道和二回路主蒸汽抽汽管道中的温度和压力；
步骤5：三回路中高压饱和蒸汽通过三回路中高压饱和蒸汽管道输送到蒸汽再热加热器；
步骤6：三回路中高压饱和蒸汽在蒸汽再热加热器吸收热量，被加工成过热中高压蒸汽；
步骤7：蒸汽再热加热器通过蒸汽再热加热器热源提供热源；
步骤8：经过蒸汽再热加热器加热的过热中高压蒸汽通过三回路中高压过热蒸汽远程输送管道离开大型商用核电厂，远距离输送，经过三回路中第一中高压蒸汽分送管道输送到小型热电厂，经过三回路中第二中高压蒸汽分送管道输送至造纸厂或印染厂或者其他热能用户，远距离输送至少在五公里以上；
步骤9：使用步骤8中所得中高压蒸汽，在小型火电厂经过加工，变成低压蒸汽；
步骤10：经过步骤加工的低压蒸汽通过小型火电厂原有的低压蒸汽管网或者新建低压蒸汽管网，为第二低压蒸汽小用户提供热源，完成核能远距离提供能源；
步骤11：使用步骤8中所得中高压蒸汽，在造纸厂或印染厂经过加工，变成低压蒸汽；
步骤12：经过步骤11加工的低压蒸汽通过造纸厂或印染厂原有的低压蒸汽管网或者新建低压蒸汽管网，为第一低压蒸汽小用户提供热源，完成核能远距离提供能源。
如上所述的步骤1中，从核电站二回路抽取蒸汽的位置为二回路主蒸汽系统管道。
如上所述的步骤1中，对核电站二回路系统进行实时放射性监测，发现核电站蒸汽发生器有泄漏，立即通过隔离阀隔离抽取蒸汽，防止放射性物质扩散。
如上所述的步骤5和6中，对三回路饱和中高压蒸汽进行加热，使之成为过热蒸汽，便于高焓值蒸汽远距离输送。
如上所述的步骤7中，三回路再热加热器的供应热源采用燃气热源、燃煤热源、燃油热源、电力热源或其他能源方式实现。
如上所述的步骤9中，小型火电厂对高压蒸汽的加工方式为发电或减压。
如上所述的步骤11中，造纸厂或印染厂对高压蒸汽的加工方式为自备发电或减压。
本发明的有益效果是：
本发明中描述的核能中高压蒸汽远距离区域热能供应系统，置换了核电站周围大面积国土范围内的燃煤用户，有效保障了工业和生活的能源需求，极大的压缩了燃煤污染的空间，为核电站周边雾霾消除提供了一种可喜的节能减排路径。类似电网高压远距离输送能源低压供电到用户的道理，本发明中高压蒸汽集中大吨位远距离能源输送，终端用户低压供热的优化技术路径，将创造国内外核能供热的高效新模式，属于一种核能应用颠覆性技术创新。
附图说明
图1是本发明的大型商用核能中高压蒸汽远距离区域热能供应系统示意图；
其中：1-中高压饱和蒸汽发生器，2-二回路抽汽凝结水泵，3-三回路给水泵，4-蒸汽再热加热器，5-小型热电厂，6-造纸厂或印染厂，7-第一低压蒸汽用户，8-第二低压蒸汽用户，101-核电站二回路主蒸汽系统管道，102-核电站二回路主给水系统管道，201-二回路主蒸汽抽汽管道，202-二回路主蒸汽抽汽隔离阀，203-二回路主蒸汽抽汽输送管道，204-二回路抽汽凝结水管道，205-二回路抽汽凝结水输送管道，301-三回路给水管道，302-三回路给水输送管道，303-三回路中高压饱和蒸汽管道，304-三回路中高压过热蒸汽远程输送管道，305-三回路中第一中高压蒸汽分送管道，306-三回路中第二中高压蒸汽分送管道，401-第一低压蒸汽管网，402-第二低压蒸汽管网，501-蒸汽再热加热器热源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
如图1所示，一种大型商用核能中高压蒸汽远距离区域热能供应系统，包括大型商用核电厂、三回路中高压过热蒸汽远程输送管道304、三回路中第一中高压蒸汽分送管道305、三回路中第二中高压蒸汽分送管道306、小型热电厂5、造纸厂或印染厂6、第一低压蒸汽管网401、第二低压蒸汽管网402、第一低压蒸汽用户7和第二低压蒸汽用户8。三回路中高压过热蒸汽远程输送管道304的输入端与大型商用核电厂的输出端连通，输出端分别与三回路中第一中高压蒸汽分送管道305和三回路中第二中高压蒸汽分送管道306的输入端连通。三回路中第一中高压蒸汽分送管道305的输出端连通小型热电厂5。三回路中第二中高压蒸汽分送管道306的输出端与造纸厂或印染厂6连通。小型热电厂5通过第二低压蒸汽管网402与第二低压蒸汽用户8连通。造纸厂或印染厂6通过第一低压蒸汽管网401与第一低压蒸汽用户7连通。
大型商用核电厂的内部包括中高压饱和蒸汽发生器1、二回路抽汽凝结水泵2、三回路给水泵3、蒸汽再热加热器4、核电站二回路主蒸汽系统管道101、核电站二回路主给水系统管道102、二回路主蒸汽抽汽管道201、二回路主蒸汽抽汽隔离阀202、二回路主蒸汽抽汽输送管道203、二回路抽汽凝结水管道204、二回路抽汽凝结水输送管道205、三回路给水管道301、三回路给水输送管道302、三回路中高压饱和蒸汽管道303和蒸汽再热加热器热源501。二回路主蒸汽系统管道101的一端与核电站蒸汽发生器连通，另一端与核电站汽轮机高压缸连通，中部与二回路主蒸汽抽汽管道201的一端连通。二回路主给水系统管道102的一端与核电站蒸汽发生器主给水入口连通，另一端与核电站主给水泵出口连通，中部与二回路抽汽凝结水输送管道205的一端连通。二回路主蒸汽抽汽管道201的另一端通过二回路主蒸汽抽汽隔离阀202与二回路主蒸汽抽汽输送管道203的一端连通。二回路抽汽凝结水输送管道205的另一端通过二回路抽汽凝结水泵2与二回路抽汽凝结水管道204的一端连通。三回路给水管道301通过三回路给水泵3与三回路给水输送管道302的一端连通。中高压饱和蒸汽发生器1的三回路给水入口与三回路给水输送管道302的另一端连通，三回路中高压饱和蒸汽出口与三回路中高压饱和蒸汽管道303的一端连通，二回路中高压蒸汽入口与二回路主蒸汽抽汽输送管道203的另一端连通，中高压蒸汽凝结水出口与二回路抽汽凝结水管道204的另一端连通。蒸汽再热加热器4的入口与三回路中高压饱和蒸汽管道303的另一端连通，出口与三回路中高压过热蒸汽远程输送管道304的输入端连通。蒸汽再热加热器热源501设置在蒸汽再热加热器4上。
大型商用核电厂与小型热电厂5、造纸厂或印染厂6的蒸汽传输距离大于等于五公里。
一种大型商用核能中高压蒸汽远距离区域热能供应方法，使用上述供应系统，具体步骤如下：
步骤1：在大型商用核电厂内部核反应堆裂变能量加热产生的热量聚集在二回路主蒸汽系统传送，通过二回路主蒸汽抽汽管道201从核电站二回路主蒸汽系统中抽取部分主蒸汽，经过二回路主蒸汽抽汽隔离阀202，通过二回路主蒸汽抽汽输送管道203，进入中高压饱和蒸汽发生器1加热三回路中的水，产生温度、压力低于核电站二回路主蒸汽系统管道101和二回路主蒸汽抽汽管道201中的中高压饱和蒸汽；
步骤2：使用步骤1抽取的核电站二回路主蒸汽通过中高压饱和蒸汽发生器1释放能量凝结的水，通过二回路抽汽凝结水管道204和二回路抽汽凝结水泵2，通过管道205泵送回核电站二回路主给水系统管道102；
步骤3：来自三回路给水管道301的三回路水，通过三回路给水泵3，经过三回路给水输送管道302，将水泵送至中高压饱和蒸汽发生器1；其中，二回路主蒸汽与三回路水在中高压饱和蒸汽发生器1中只存在热量交换，而不产生介质交换或串通；
步骤4：三回路水通过中高压饱和蒸汽发生器1吸收二回路主蒸汽热量，产生三回路中高压饱和蒸汽，该蒸汽参数，即三回路中高压饱和蒸汽管道303中的温度和压力，低于核电站二回路主蒸汽参数，即核电站二回路主蒸汽系统管道101和二回路主蒸汽抽汽管道201中的温度和压力；
步骤5：三回路中高压饱和蒸汽通过三回路中高压饱和蒸汽管道303输送到蒸汽再热加热器4；
步骤6：三回路中高压饱和蒸汽在蒸汽再热加热器4吸收热量，被加工成过热中高压蒸汽；
步骤7：蒸汽再热加热器4通过蒸汽再热加热器热源501提供热源；
步骤8：经过蒸汽再热加热器4加热的过热中高压蒸汽通过三回路中高压过热蒸汽远程输送管道304离开大型商用核电厂，远距离输送，经过三回路中第一中高压蒸汽分送管道305输送到小型热电厂5，经过三回路中第二中高压蒸汽分送管道306输送至造纸厂或印染厂6或者其他热能用户，远距离输送至少在五公里以上；
步骤9：使用步骤8中所得中高压蒸汽，在小型火电厂5经过加工，变成低压蒸汽；
步骤10：经过步骤9加工的低压蒸汽通过小型火电厂5原有的低压蒸汽管网402或者新建低压蒸汽管网，为第二低压蒸汽小用户8提供热源，完成核能远距离提供能源；
步骤11：使用步骤8中所得中高压蒸汽，在造纸厂或印染厂6经过加工，变成低压蒸汽；
步骤12：经过步骤11加工的低压蒸汽通过造纸厂或印染厂6原有的低压蒸汽管网401或者新建低压蒸汽管网，为第一低压蒸汽小用户7提供热源，完成核能远距离提供能源。
优选的，步骤1中，从核电站二回路抽取蒸汽的位置为二回路主蒸汽系统管道101。
优选的，步骤1中，对核电站二回路系统进行实时放射性监测，发现核电站蒸汽发生器有泄漏，立即通过隔离阀202隔离抽取蒸汽，防止放射性物质扩散。
优选的，步骤5和6中，对三回路饱和中高压蒸汽进行加热，使之成为过热蒸汽，便于高焓值蒸汽远距离输送。
优选的，步骤7中，三回路再热加热器4的供应热源501，可以是燃气热源、可以是燃煤热源、可以是燃油热源、可以是电力热源也可以是其他能源等。
优选的，步骤9中，小型火电厂5对高压蒸汽的加工方式为发电或减压。
优选的，步骤11中，造纸厂或印染厂6对高压蒸汽的加工方式为自备发电或减压。