一种压水堆热电水三联供系统的制作方法

本发明属于压水堆，涉及一种压水堆热电水三联供系统。

背景技术：

1、大型压水堆核电厂因其功率密度高、结构紧凑、安全易控、技术成熟、造价和发电成本相对较低等特点，成为目前国际上最广泛采用的商用核电堆型。

2、目前，全球饮用水需求日益增长，而核能用于海水淡化已被证明是满足该需求的一个可行选择，这为缺少淡水的地区提供了希望。核能海水淡化还可用于核电厂的有效水管理，提供运行和维护所有阶段的定期供水。同时核能作为清洁能源，在未来会成为重要的供热资源。核能供热的一大优势就是低碳、清洁、规模化。核能供热战略布局可以有效解决我国北方多地的缺热情况。另外，引入大温差长途输热技术后，我国核能供热将不再受困于远距离输热的限制，核反应堆因此可以安置在核安全距离以外，并为城市提供安全、稳定的热能。

3、热电水三联供系统是一种将发电、供热和海水淡化过程综合为一体的多联产系统。热电水三联供技术具有提高能源利用率，减少有害气体排放和实现能源多样化供给的优势。

4、预计到2025年，我国在运核电装机容量将达到7000万千瓦左右，随着核能在能源体系中比重增大，充分挖掘核能综合利用潜力将有利于解决我国能源结构问题，目前在役压水堆核电站仅在热电联供方面进行了示范应用，尚无成熟的核电站热电水三联供系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种压水堆热电水三联供系统，该系统能够基于压水堆核电站实现热电水三联供。

2、为达到上述目的，本发明所述的压水堆热电水三联供系统包括核电站二回路给水循环回路、发电回路、海水淡化回路以及供热回路，其中，核电站二回路给水循环回路与发电回路相连通，发电回路与海水淡化回路以及供热回路相连通。

3、所述核电站二回路给水循环回路包括反应堆、蒸汽发生器及一回路主泵；

4、反应堆的出口与蒸汽发生器的一次侧入口相连接，蒸汽发生器的一次侧出口与一回路主泵的入口相连接，一回路主泵的出口与反应堆的入口相连通，蒸汽发生器的二次侧与发电回路相连通。

5、反应堆与蒸汽发生器之间的管道上连接有稳压器。

6、所述发电回路包括给水泵、汽轮机高中压缸、汽水分离再热器、汽轮机低压缸、除氧器、凝汽器、第一调节阀、第二调节阀及热网换热器；

7、给水泵的出口与蒸汽发生器的二次侧入口相连通，蒸汽发生器的二次侧出口与汽轮机高中压缸的入口相连通，汽轮机高中压缸的第一抽汽出口与汽水分离再热器的管侧入口相连通；汽轮机高中压缸的第二抽汽出口与除氧器的汽侧入口相连通，除氧器的水侧出口与给水泵的入口相连通，汽轮机高中压缸的排汽口与汽水分离再热器的壳侧入口相连通，汽水分离再热器的壳侧出口与汽轮机低压缸的入口相连通，汽轮机低压缸的出口与凝汽器的壳侧第一入口相连通，凝汽器的壳侧出口与除氧器的水侧入口相连通；

8、汽水分离再热器的管侧出口分为两路，其中，一路与热网换热器的壳侧入口相连通，热网换热器的壳侧出口与凝汽器的壳侧第二入口相连通；另一路与海水淡化回路的入口相连通，海水淡化回路的入口与凝汽器的壳侧第三入口相连通，热网换热器的管侧与供热回路相连通。

9、凝汽器的壳侧出口经凝结水泵与除氧器的水侧入口相连通。

10、汽水分离再热器的管侧出口分为两路，其中，一路与第一调节阀的入口相连通，第一调节阀的出口与热网换热器的壳侧入口相连通；另一路与第二调节阀的入口相连通，第二调节阀的出口与海水淡化回路的入口相连通，海水淡化回路的入口与凝汽器的壳侧第三入口相连通。

11、一级蒸汽发生器、二级蒸汽发生器、三级蒸汽发生器、一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器、淡水储罐、第三调节阀及第四调节阀；

12、第二调节阀的出口与一级蒸汽发生器的管侧入口相连通，一级蒸汽发生器的管侧出口与二级蒸汽发生器的管侧入口相连通，二级蒸汽发生器的管侧出口与三级蒸汽发生器的管侧入口相连通，三级蒸汽发生器的管侧出口与凝汽器的壳侧第三入口相连通；

13、海水储罐的出口与海水输送泵的入口相连通，海水输送泵的出口与凝汽器的管侧入口相连通，凝汽器的管侧出口与一级蒸汽发生器壳侧的喷淋管嘴相连通，一级蒸汽发生器壳侧的下部出口与二级蒸汽发生器壳侧的喷淋管嘴相连通，二级蒸汽发生器壳侧的下部出口与三级蒸汽发生器壳侧的喷淋管嘴相连通；一级蒸汽发生器壳侧的顶部出口与一级冷凝器的壳侧入口相连通，二级蒸汽发生器壳侧的顶部出口与二级冷凝器的壳侧入口相连通，三级蒸汽发生器壳侧的顶部出口与三级冷凝器的壳侧入口相连通；一级蒸汽发生器壳侧的底部出口、二级蒸汽发生器壳侧的底部出口及三级蒸汽发生器壳侧的底部出口均与浓盐水储罐的入口相连通，一级冷凝器壳侧的出口、二级冷凝器壳侧的出口及三级冷凝器壳侧的出口与淡水储罐的入口相连通，淡水储罐的出口分为两路，其中，一路与第三调节阀的入口相连通，第三调节阀的出口与除氧器的入口相连通，另一路与第四调节阀的入口相连通，三级冷凝器的管侧、二级冷凝器的管侧、一级冷凝器的管侧及第四调节阀的出口与供热回路相连通。

14、淡水储罐的出口经淡水输送泵后分为两路。

15、供热回路包括热网循环泵及热网用户站；

16、第四调节阀的出口依次经三级冷凝器的管侧及二级冷凝器的管侧与一级冷凝器的管侧入口相连通，一级冷凝器的管侧出口与热网换热器的管侧入口相连通，热网换热器的管侧出口与热网用户站的管侧入口相连通，热网用户站的管侧出口与热网循环泵的入口相连通。

17、第四调节阀的出口经热网循环泵后依次经三级冷凝器的管侧及二级冷凝器的管侧与一级冷凝器的管侧入口相连通。

18、本发明具有以下有益效果：

19、本发明所述的压水堆热电水三联供系统在具体操作时，将核电站二回路给水循环回路、发电回路、海水淡化回路以及供热回路有机结合，使得本发明能够根据不同时期的用户需求，实现发电为主、供热为主或海水淡化为主三种运行方式的切换，即能够满足主循环回路能量优先利用原则，同时将余热用于其它两种循环回路，极大地提高了核能综合利用效率。

20、进一步，本发明中设置有一级蒸汽发生器、二级蒸汽发生器及三级蒸汽发生器，采用高低位配置方式，实现各级海水在蒸汽发生器中依次逐级流动，不需要额外提供动力驱动装置，有效地节约能量；同时各级蒸汽发生器内部设置喷淋装置，以增大换热面积，从而提高海水蒸发效率；

21、进一步，本发明利用海水吸收凝汽器的排汽余热，完成初级加热，并将各级蒸汽发生器中的蒸汽依次引入各级冷凝器中，以获得淡水，并作为热网冷端给水的初级加热汽源，实现能量的梯度综合利用。

22、进一步，本发明将海水经过淡化处理后用于发电回路和供热回路循环回路的补充水，能够节约外部供水需求量，具有一定的经济效益。

技术特征：

1.一种压水堆热电水三联供系统，其特征在于，包括核电站二回路给水循环回路、发电回路、海水淡化回路以及供热回路，其中，核电站二回路给水循环回路与发电回路相连通，发电回路与海水淡化回路以及供热回路相连通。

2.根据权利要求1所述的压水堆热电水三联供系统，其特征在于，所述核电站二回路给水循环回路包括反应堆(1)、蒸汽发生器(2)及一回路主泵(3)；

3.根据权利要求2所述的压水堆热电水三联供系统，其特征在于，反应堆(1)与蒸汽发生器(2)之间的管道上连接有稳压器(4)。

4.根据权利要求1所述的压水堆热电水三联供系统，其特征在于，所述发电回路包括给水泵(5)、汽轮机高中压缸(6)、汽水分离再热器(7)、汽轮机低压缸(8)、除氧器(10)、凝汽器(11)、第一调节阀(15)、第二调节阀(16)及热网换热器(25)；

5.根据权利要求4所述的压水堆热电水三联供系统，其特征在于，凝汽器(11)的壳侧出口经凝结水泵(12)与除氧器(10)的水侧入口相连通。

6.根据权利要求5所述的压水堆热电水三联供系统，其特征在于，汽水分离再热器(7)的管侧出口分为两路，其中，一路与第一调节阀(15)的入口相连通，第一调节阀(15)的出口与热网换热器(25)的壳侧入口相连通；另一路与第二调节阀(16)的入口相连通，第二调节阀(16)的出口与海水淡化回路的入口相连通，海水淡化回路的入口与凝汽器(11)的壳侧第三入口相连通。

7.根据权利要求6所述的压水堆热电水三联供系统，其特征在于，一级蒸汽发生器(17)、二级蒸汽发生器(18)、三级蒸汽发生器(19)、一级冷凝器(21)、二级冷凝器(22)、三级冷凝器(23)、淡水储罐(24)、第三调节阀(29)及第四调节阀(30)；

8.根据权利要求1所述的压水堆热电水三联供系统，其特征在于，淡水储罐(24)的出口经淡水输送泵(28)后分为两路。

9.根据权利要求7所述的压水堆热电水三联供系统，其特征在于，供热回路包热网用户站(26)；

10.根据权利要求9所述的压水堆热电水三联供系统，其特征在于，第四调节阀(30)的出口经热网循环泵(27)后依次经三级冷凝器(23)的管侧及二级冷凝器(22)的管侧与一级冷凝器(21)的管侧入口相连通。

技术总结
本发明公开了一种压水堆热电水三联供系统，包括核电站二回路给水循环回路、发电回路、海水淡化回路以及供热回路，其中，核电站二回路给水循环回路与发电回路相连通，发电回路与海水淡化回路以及供热回路相连通，该系统能够基于压水堆核电站实现热电水三联供。

技术研发人员：刘俊峰,张瑞祥,马晓珑,罗鹏,康祯,祁沛垚,马晨,慕明伟,赵敬楷,文发龙,马喜强,赵亮,侯加麟,王文昌,王宇航,高美
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13