一种核电机组排汽余热供热系统的制作方法

本实用新型涉及一种供热系统，特别涉及一种核电机组排汽余热供热系统。

背景技术：

由于环境的大肆破坏以及化石能源的急剧消耗，发展清洁高效的发电技术已经成了电能研究的重中之重，而核电技术作为一种利用清洁能源进行发电的技术，已经成为了当下的技术研究热点。核电技术主要是利用原子核裂变反应释放出的能量来使水升温，产生蒸汽，从而推动汽轮机带动发电机旋转，最终将核能转化为电能。

核电技术中，核电机组能够实现蒸汽的产生、做功、冷凝这一循环过程。

发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

现有的核电机组会产生大量的废热，整体热效率偏低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种核电机组排汽余热供热系统，可提高核电机组的整体热效率。

具体而言，包括以下的技术方案：

本实用新型提供了一种核电机组排汽余热供热系统，该系统用于核电机组中，系统包括低压缸、蒸汽引射器以及换热器，其中：

低压缸上设置有高温高压蒸汽出口以及普通排汽口。

蒸汽引射器包括设置在第一端的引射入口和被引射入口。

高温高压蒸汽出口和引射入口相连通。

普通排汽口和被引射入口相连通。

蒸汽引射器的第二端和换热器的入口相连通。

蒸汽引射器被配置为将从引射入口通入的蒸汽和从被引射入口通入的蒸汽进行混合，混合后的蒸汽适于作为换热器的热源，为热网中的热用户进行供热。

可选择地，引射入口呈环状地包围被引射入口。

可选择地，蒸汽引射器按照从第一端至第二端的顺序还包括混合室、二次喉管以及扩张段，

混合室的第一端和引射入口以及被引射入口相连通。

混合室的第二端和二次喉管的第一端相连通。

二次喉管的第二端和扩张段的第一端相连通，扩张段的第二端和换热器的入口相连通。

蒸汽引射器被配置为利用从引射入口通入的第一温度第一压强的蒸汽引射从被引射入口通入的第二温度第二压强的蒸汽，并将第一温度第一压强的蒸汽和第二温度第二压强的蒸汽经过混合室和二次喉管混合后形成第三温度第三压强的蒸汽，将第三温度第三压强的蒸汽经由扩张段排出。

可选择地，第一压强大于第三压强，第三压强大于第二压强。

第一温度大于第三温度，第三温度大于第二温度。

可选择地，换热器被配置为利用混合后的第三温度第三压强的蒸汽对热网中的循环水进行加热，加热后的循环水适于为热网中的热用户进行供热。

可选择地，系统还包括低压加热器，

换热器的出口和低压加热器的入口相连通。

低压缸上还设置有低压回热蒸汽出口。

低压缸的低压回热蒸汽出口和低压加热器的加热口相连通。

低压加热器适于利用从低压回热蒸汽出口排出的蒸汽作为热源。

可选择地，系统还包括凝汽器，其中：

低压缸的普通排汽口还和凝汽器的入口相连通。

凝汽器的出口和低压加热器的入口相连通，凝汽器被配置为将从普通排汽口排出的第二温度第二压强的蒸汽中除通入蒸汽引射器以外的部分进行冷凝。

可选择地，系统还包括蒸汽发生器、高压缸、汽水分离再热器、高压加热器以及除氧器，其中：

低压加热器的出口和除氧器的入口相连通。

除氧器的出口和高压加热器的入口相连通。

高压加热器的出口和蒸汽发生器的入口相连通。

蒸汽发生器的出口和高压缸的入口相连通。

高压缸的蒸汽出口和汽水分离再热器的入口相连通。

汽水分离再热器的蒸汽出口和低压缸的入口相连通。

可选择地，高压缸和汽水分离再热器上还设置有出水口。

高压缸和汽水分离再热器出水口均除氧器的入口相连通，汽水分离再热器被配置为将从高压缸的蒸汽出口排出的蒸汽进行汽水分离和再加热，除氧器被配置为将通入除氧器的水进行除氧处理。

可选择地，高压缸上还设置有高压回热蒸汽出口，高压缸上设置的高压回热蒸汽出口和高压加热器的加热口相连通，高压加热器适于利用从高压回热蒸汽出口排出的蒸汽作为热源。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本实用新型实施例提供了一种核电机组排汽余热供热系统，用于核电机组中，包括低压缸、蒸汽引射器以及换热器，其中：低压缸上设置有高温高压蒸汽出口以及普通排汽口；所述蒸汽引射器包括设置在第一端的引射入口和被引射入口；高温高压蒸汽出口和引射入口相连通；普通排汽口和被引射入口相连通；蒸汽引射器的第二端和换热器的入口相连通；蒸汽引射器被配置为将从引射入口通入的蒸汽和从被引射入口通入的蒸汽进行混合，混合后的蒸汽适于作为换热器的热源，为热网中的热用户进行供热，从而充分利用了从核电机组低压缸中排出的蒸汽的热量，并通过蒸汽引射器，将排出的蒸汽的热量高效地传输到换热器中，从而为热网中的热用户进行供热，实现了热量的充分利用，提高了核电机组的整体热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的核电机组排汽余热供热系统的结构示意图；

图中的附图标记分别为：

1-低压缸；

101-高温高压蒸汽出口；

102-普通排汽口；

103-低压回热蒸汽出口；

2-蒸汽引射器；

201-引射入口；

202-被引射入口；

203-混合室；

204-二次喉管；

205-扩张段；

3-换热器；

4-低压加热器；

5-凝汽器；

6-蒸汽发生器；

7-高压缸；

8-汽水分离再热器；

9-高压加热器；

10-除氧器。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种核电机组排汽余热供热系统，该系统用于核电机组中，系统包括低压缸1、蒸汽引射器2以及换热器3，其中：

低压缸1上设置有高温高压蒸汽出口101以及普通排汽口102。

可以理解的是，在核电机组中发挥发电作用结构的是汽轮机，汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，其作用过程主要是高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到汽轮机叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功，实现发电。而蒸汽做功时，体积必定膨胀，蒸汽压强必定降低，会由高压强变为低压强，因此在一个完整的核电机组中，不同压强的蒸汽分别分布在不同的缸中，每个缸都是汽轮机的其中一个组成部分，每个缸中分布着多组静叶栅和动叶栅，低压缸1就是其中的一个缸，高温高压蒸汽出口101可以从低压缸1中的任一级进行引汽，其中，“级”是指由一列静叶栅和一列动叶栅所组成的通流部分，是汽轮机的基本做功单元。

普通排汽口102可以直接沿用现有的核电机组的低压缸1上设置的排汽通道，普通排汽口102被配置为将低压缸1中完成做功过程后的蒸汽进行排出。

蒸汽引射器2包括设置在第一端的引射入口201和被引射入口202。

作为一种可选实施例，引射入口201呈环状地包围被引射入口202。

高温高压蒸汽出口101和引射入口201相连通。

普通排汽口102和被引射入口202相连通。

下面对蒸汽引射器2的结构进行进一步具体介绍：

蒸汽引射器2第一端设置的引射入口201呈环状，被引射入口(202)位于引射入口201的环身内部且和引射入口201同心，被引射入口(202)的外径小于引射入口201的内径，使引射入口201能够包围被引射入口202。

在本实施例中，蒸汽引射器2按照从第一端至第二端的顺序还包括混合室203、二次喉管204以及扩张段205。

混合室203的第一端和引射入口201以及被引射入口202相连通。

混合室203的第二端和二次喉管204的第一端相连通。

二次喉管204的第二端和扩张段205的第一端相连通，扩张段205的第二端和换热器3的入口相连通。

蒸汽引射器2被配置为利用从引射入口201通入的第一温度第一压强的蒸汽引射从被引射入口202通入的第二温度第二压强的蒸汽，并将第一温度第一压强的蒸汽和第二温度第二压强的蒸汽经过混合室203和二次喉管204混合后形成第三温度第三压强的蒸汽，将第三温度第三压强的蒸汽经由扩张段205排出。其中“引射”是指利用一股较高速度的流体射流将另一股速度较低的流体吸入并相互混合后一起流动。

在本实施例中，第一压强大于第三压强，第三压强大于第二压强。

第一温度大于第三温度，第三温度大于第二温度。

压强较高的第一温度第一压强的蒸汽通过引射入口202将压力能转换为动能，形成超音速射流，从被引射入口202通入的第二温度第二压强的蒸汽由于与第一温度第一压强的蒸汽之间极强的剪切作用而被引射入混合室203。射流边界层的紊流扩散作用使得两股蒸汽发生质量、动量及能量交换，于是第一温度第一压强的蒸汽的速度不断减少，而第二温度第二压强的蒸汽的速度不断增大，并在混合室203某一截面处渐趋一致，从而形成一股单一均匀的混合蒸汽，在经过二次喉管204以及扩张段205后将混合蒸汽的动能转化成压能，混合蒸汽减速增压至第三温度第三压强后从蒸汽引射器2的第二端排出。

蒸汽引射器2的第二端和换热器3的入口相连通。

蒸汽引射器2被配置为将从引射入口201通入的蒸汽和从被引射入口202通入的蒸汽进行混合，混合后的蒸汽适于作为换热器3的热源，为热网中的热用户进行供热。

由于从低压缸1的普通排汽口102中排出的蒸汽已经是推动低压缸1中的叶片做功后形成的低参数蒸汽，温度和压强都比较低，具体数值可以为第二温度和第二压强，如果直接将这种低参数蒸汽通入换热器3中，很有可能因为蒸汽流速不够而造成换热效率极低，热量无法得到充分利用，因此在本实用新型实施例提供的核电机组排汽余热供热系统中增加了一个蒸汽引射器2，且在低压缸1上相应地设置了一个高温高压蒸汽出口101，借助蒸汽引射器2，利用从高温高压蒸汽出口101中排出的压强和温度都比较高的高参数蒸汽引射普通排汽口102中排出的低参数蒸汽，将混合后的蒸汽再通入换热器3中，提高了通入换热器3内的混合蒸汽的流速，从而提高了热量的利用效率。

作为一种可选实施例，换热器3被配置为利用混合后的第三温度第三压强的蒸汽对热网中的循环水进行加热，加热后的循环水适于为热网中的热用户进行供热，从而将核电机组的排汽废热加以充分利用。

在本实施例中，系统还包括低压加热器4。

换热器3的出口和低压加热器4的入口相连通。

低压缸1上还设置有低压回热蒸汽出口103。

低压缸1的低压回热蒸汽出口103和低压加热器4的加热口相连通。

低压加热器4适于利用从低压回热蒸汽出口103排出的蒸汽作为热源。

低压缸1和低压加热器4之间的连通管路为核电机组中标准的回热管路，低压缸1的低压回热蒸汽出口103排出的蒸汽通入低压加热器4的加热口，从加热口中通入的蒸汽作为低压加热器4的热源，充分利用了从低压缸1的低压回热蒸汽出口103排出的蒸汽的热量，完成核电机组中的其中一个回热过程，提高了热量的利用效率。

在本实施例中，系统还包括凝汽器5，其中：

低压缸1的普通排汽口102还和凝汽器5的入口相连通。

凝汽器5的出口和低压加热器4的入口相连通，凝汽器5被配置为将从普通排汽口102排出的第二温度第二压强的蒸汽中除通入蒸汽引射器2以外的部分进行冷凝。

可以理解的是，从低压缸1的普通排汽口102中排出的蒸汽一部分通入蒸汽引射器2中，另一部分通入凝汽器5中，凝汽器5负责将通入的蒸汽冷凝成液态水。

在本实施例中，系统还包括蒸汽发生器6、高压缸7、汽水分离再热器8、高压加热器9以及除氧器10，其中：

低压加热器4的出口和除氧器10的入口相连通。

除氧器10的出口和高压加热器9的入口相连通。

高压加热器9的出口和蒸汽发生器6的入口相连通。

蒸汽发生器6的出口和高压缸7的入口相连通。

高压缸7的蒸汽出口和汽水分离再热器8的入口相连通。

汽水分离再热器8的蒸汽出口和低压缸1的入口相连通。

上述的低压加热器4、蒸汽发生器6、高压缸7、汽水分离再热器8、高压加热器9以及除氧器10之间的连接关系为核电机组中的标准连接关系，用于将液态水经过低压加热器4和高压加热器9进行两次加热后，再利用蒸汽发生器6将温度较高的液态水变成蒸汽，并在高压缸7中做功，其中蒸汽发生器6利用核岛中发生的核反应所产生的热量作为热源。

在本实施例中，高压缸7和汽水分离再热器8上还设置有出水口。

由于高参数蒸汽在经过高压缸7进行做功后，其压力和温度都会有大幅降低，从而大部分蒸汽会冷凝成液态水，因此在高压缸7上设置出水口；且经过高压缸7做功后没有变成液态水的一部分蒸汽的湿度也会非常大，如果直接通入低压缸1中进行做功，蒸汽中的水分势必会对汽轮机叶片造成腐蚀，且较低温度的蒸汽根本无法满足汽轮机的做功需求，因此在高压缸7和低压缸1中间设置汽水分离再热器8。

高压缸7和汽水分离再热器8出水口均除氧器10的入口相连通，汽水分离再热器被配置为将从高压缸7的蒸汽出口排出的蒸汽进行汽水分离和再加热，从而使得通入低压缸1中的蒸汽能够保持较低的湿度以及较高的温度，满足汽轮机做功需求。

除氧器10被配置为将通入除氧器10的水进行除氧处理，以避免对汽轮机叶片造成汽蚀。

在本实施例中，高压缸7上还设置有高压回热蒸汽出口，高压缸7上设置的高压回热蒸汽出口和高压加热器9的加热口相连通，高压加热器9适于利用从高压回热蒸汽出口排出的蒸汽作为热源。

高压缸7和高压加热器9之间的连通管路为核电机组中标准的回热管路，高压缸7的高压回热蒸汽出口排出的蒸汽通入高压加热器9的加热口，从加热口中通入的蒸汽作为高压加热器9的热源，充分利用了从高压缸7的高压回热蒸汽出口排出的蒸汽的热量，完成核电机组中的其中一个回热过程，提高了热量的利用率。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本实用新型实施例提供了一种核电机组排汽余热供热系统，用于核电机组中，包括低压缸1、蒸汽引射器2以及换热器3，其中：低压缸1上设置有高温高压蒸汽出口101以及普通排汽口102；蒸汽引射器2包括设置在第一端的引射入口201和被引射入口202，引射入口201呈环状；高温高压蒸汽出口101和引射入口201相连通；普通排汽口102和被引射入口202相连通；蒸汽引射器2的第二端和换热器3的入口相连通；蒸汽引射器2被配置为将从引射入口201通入的蒸汽和从被引射入口202通入的蒸汽进行混合，混合后的蒸汽适于作为换热器3的热源，为热网中的热用户进行供热。借助蒸汽引射器2，利用高压蒸汽出口101排出的高参数蒸汽引射普通排汽口102排出的低参数蒸汽，并将高参数蒸汽和低参数蒸汽进行混合，从而将低压缸1排出的蒸汽的热量高效地传输到换热器3中，为热网中的热用户进行供热，充分利用了从核电机组低压缸1中排出的蒸汽的热量，实现了热量的充分利用，提高了核电机组的整体热效率。

以上仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。