一种核电机组与吸收式热泵结合的发电系统的制作方法

1.本实用新型属于核能发电领域，涉及一种核电机组与吸收式热泵结合的发电系统。


背景技术：

2.压水堆是世界上在运行的核电站中采用的主要堆型，装机总容量约占所有核电站各类反应堆总和的(60)％以上。各种类型的动力反应堆中，压水堆由于具有结构紧凑、体积小、功率密度高、平均燃耗较深，放射性裂变产物不易外逸，良好的功率自稳自调特性、比较安全可靠等优点，获得了广泛的应用。压水堆核电站的常规岛是通过核反应堆产生(300)多度的蒸汽，通过热力循环进行发电，由于压水堆核电站主蒸汽参数较低，蒸汽温度不高，从而严重制约了核电站发电效率的提升。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种核电机组与吸收式热泵结合的发电系统，提高了蒸汽温度，得到较高的动力循环效率，实现核能的高质转化。
4.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
5.一种核电机组与吸收式热泵结合的发电系统，包括核反应堆、蒸汽发生器、吸收式热泵单元和动力发电单元；
6.核反应堆的气体出口与蒸汽发生器热端进口连接，蒸汽发生器热端出口与核反应堆的气体进口连接；蒸汽发生器的冷端连接吸收式热泵单元输入热源端；
7.动力发电单元包括依次连接的汽轮机和发电机，吸收式热泵单元的输出热源端出口连接汽轮机进口。
8.优选的，吸收式热泵包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器；发生器的热端作为吸收式热泵单元输入热源端，蒸汽发生器的冷端出口连接发生器的热端进口，发生器的热端出口连接蒸汽发生器的冷端进口，发生器制冷剂出口端依次连接冷凝器的热端、蒸发器的冷端和吸收器的溶液进口；冷凝器的冷端作为吸收式热泵单元的输出热源端，冷凝器的冷端出口连接汽轮机进口；发生器的溶液出口连接吸收器的溶液进口，吸收器的溶液出口连接发生器的溶液进口。
9.进一步，冷凝器的热端和蒸发器的冷端之间设置有节流阀。
10.进一步，吸收器的溶液出口和发生器的溶液进口之间设置有循环泵。
11.进一步，汽轮机的排汽出口连接蒸发器的热端进口，蒸发器的热端出口连接吸收器的冷端进口，吸收器的冷端出口连接有冷凝器的冷端进口。
12.再进一步，汽轮机的抽汽出口连接有给水加热器热端进口，给水加热器热端出口连接蒸发器的热端进口，蒸发器的热端出口连接给水加热器的冷端进口，给水加热器的冷端出口连接吸收器的冷端进口。
13.再进一步，汽轮机上设置有三级抽汽出口，每一级抽汽出口连接有一个给水加热
器，三个给水加热器冷端和热端分别依次串联。
14.进一步，蒸发器的热端出口和给水加热器的冷端进口之间设置有凝结水泵。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.本实用新型将核电机组与吸收式热泵结合，实现从低温向高温输送热能，将核反应堆产生的中温蒸汽热能温度提升，较之于传统的压水堆核电站，可得到较高的动力循环效率，实现核能的高质转化。解决了核电系统蒸汽参数低导致动力循环效率低的问题，实现了核能的高效利用。
17.进一步，由于将吸收式热泵的蒸发器用于汽轮机排汽的冷凝，不需要冷却塔和冷却水，实现节水的效果。
附图说明
18.图1为本实用新型的系统结构示意图。
19.其中：1-核反应堆；2-蒸汽发生器；3-发生器；4-冷凝器；5-蒸发器；6-吸收器；7-节流阀；8-循环泵；9-汽轮机；10-发电机；11-凝结水泵；12-给水加热器。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
21.如图1所示，为本实用新型所述的核电机组与吸收式热泵结合的发电系统，包括核反应堆单元、吸收式热泵单元、动力发电单元。
22.核反应堆单元，通过核反应堆放热，产生300多℃的中温水蒸气，用于驱动吸收式热泵单元的发生器。
23.吸收式热泵单元，以核反应堆单元提供的中温水蒸气作为驱动热源，利用吸收剂对制冷剂的吸收与解吸过程进行放热和吸热，实现从低温向高温输送热能，将中温热能转变为500℃以上的高温热能，输送给动力发电单元。
24.动力发电单元，用于将吸收式热泵单元的500℃以上的热能吸收，加热工质水，转换为高温高压蒸汽，通过汽轮机与发电机组将接收的热能转化为电能并输出。
25.核反应堆单元包括核反应堆1和蒸汽发生器2，核反应堆1的气体出口与蒸汽发生器2热端进口连接，蒸汽发生器2热端出口与核反应堆1的气体进口连接。
26.吸收式热泵包括发生器3、冷凝器4、蒸发器5和吸收器6；发生器3的制冷剂出口连接冷凝器4的制冷剂进口，冷凝器4的制冷剂出口通过节流阀7连接蒸发器5的制冷剂进口，蒸发器5的制冷剂出口连接吸收器6的制冷剂进口，吸收器6的稀溶液出口通过循环泵8连接发生器3的稀溶液进口，发生器3的浓溶液出口连接吸收器6的浓溶液进口。
27.具体为：发生器3的热端作为吸收式热泵单元输入热源端，蒸汽发生器2的冷端出口连接发生器3的热端进口，发生器3的热端出口连接蒸汽发生器2的冷端进口，发生器3制冷剂出口端依次连接冷凝器4的热端、蒸发器5的冷端和吸收器6的溶液进口；冷凝器4的冷端作为吸收式热泵单元的输出热源端，冷凝器4的冷端出口连接汽轮机9进口；发生器3的溶液出口连接吸收器6的溶液进口，吸收器6的溶液出口连接发生器3的溶液进口。
28.动力发电单元包括汽轮机9、发电机10和凝结水泵11，汽轮机9的排汽出口连接蒸发器5的热端进口，蒸发器5的热端出口连接吸收器6的冷端进口，吸收器6的冷端出口连接
有冷凝器4的冷端进口。
29.汽轮机9的抽汽出口连接有给水加热器12热端进口，给水加热器12热端出口连接蒸发器5的热端进口，蒸发器5的热端出口通过凝结水泵11连接给水加热器12的冷端进口，给水加热器12的冷端出口连接吸收器6的冷端进口。
30.汽轮机9上设置有三级抽汽出口，每一级抽汽出口连接有一个给水加热器12，三个给水加热器12冷端和热端分别依次串联。
31.核反应堆1产生的能量传递给蒸汽发生器2，产生中温水蒸气，中温水蒸气用于驱动吸收式热泵单元的发生器3。
32.吸收式热泵单元内工作介质包括制冷剂和吸收、解吸制冷剂的吸收剂溶液，二者组成工质对；利用传热工质在发生器3中加热由循环泵8从吸收器6输送来的具有一定浓度的溶液，并使溶液中的大部分低沸点制冷剂蒸发出来；制冷剂蒸汽进入冷凝器4中，将动力发电单元的工质水加热成高温高压蒸汽，同时，制冷剂被冷却介质冷凝成制冷剂液体，再经节流阀7降压到蒸发压力；制冷剂经节流进入蒸发器5中，吸收汽轮机9排汽的热量而激化成蒸发压力下的制冷剂蒸汽，同时，将汽轮机9排汽冷凝成液态；在发生器3中经发生过程剩余的浓溶液经节流阀8降到蒸发压力进入吸收器6中，与从蒸发器5出来的低压制冷剂蒸汽相混合，吸收低压制冷剂蒸汽并恢复到原来的浓度；吸收过程是放热过程，将从给水加热器来的给水加热；在吸收器6中恢复了浓度的溶液又经循环泵8升压后送入发生器3中继续循环。
33.动力发电单元包括汽轮机9、发电机10、凝结水泵11，其中，吸收式热泵单元中的冷凝器4产生的高温高压蒸汽进入汽轮机9做功，驱动发电机10输出电能。发电后水蒸汽在吸收式热泵单元中的蒸发器5中冷凝，由凝结水泵11升压，经给水加热器12预热后依次进入吸收器6和冷凝器4，产生高温高压蒸汽，完成动力发电单元的循环过程。
34.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。