[发明专利]熔盐堆能量转换系统及能量转换方法

说明书

本发明公开一种熔盐堆能量转换系统及能量转换方法。该系统如下：熔盐堆与第一换热器的一次侧通道串联形成第一熔盐回路，其用于将核裂变能传递至第二熔盐回路以及第三熔盐回路；第二换热器的二次侧通道与发电设备串联形成发电工质回路；第一换热器的二次侧通道与第二换热器的一次侧通道串联形成第二熔盐回路，其用于将第二熔盐回路的热量传递至发电工质回路；第一换热器的二次侧通道在用电低谷时还与储能换热器的一次侧通道串联形成第三熔盐回路，其用于将第三熔盐回路的热量传递至储能换热器的二次侧通道内的熔盐；冷熔盐储罐用于在用电低谷时向储能换热器的二次侧熔盐通道提供熔盐。该系统及方法能够有效解决电网负荷波动问题。

技术领域

本发明涉及一种熔盐堆能量转换系统及能量转换方法。

背景技术

目前，电网负荷变化在5％内波动时是核电站可接受的范围。当电网负荷变化超过5％时，核电站常常通过降低核电站运行功率的方法，来满足电网负荷变化的需求，这种降功率调节负荷的方法使得核电站的运行极度地不具备经济性。

而熔盐堆作为四代高温核反应堆候选堆型，具有经济、安全、可持续、防核扩散、固有安全、可采用固态燃料或液态燃料等优点，一直是国内外研发的热点。熔盐是很好的传热介质、大的比热容和高沸点，可以兼做传热流体和蓄热储能载体。

可以想象，如果能够充分利用熔盐的优势，开发一种能够有效解决电网负荷波动问题的能量转换系统，对于提高电厂运行效率和经济性将会具有非常重大的意义。

然而，现有技术中却没有这样的能量转换系统。因此，开发一种能够有效解决电网负荷波动问题的熔盐堆能量转换系统是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的核电站调峰技术不足的缺陷，而提供一种新型的熔盐堆能量转换系统及能量转换方法。该熔盐堆能量转换系统及能量转换方法，能够将电网负荷波动引起的剩余电力直接存储在热熔盐罐中，并能够使得输出电力负荷满足电网需求，有效解决电网负荷波动问题，并实现电网调峰的目的。此外，该熔盐堆能量转换系统及能量转换方法，可兼顾储能和发电两个过程，能够实现熔盐堆可持续的满功率运行，使得热能的利用更加合理，进而提高核电站的发电效率。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

本发明提供一种熔盐堆能量转换系统，所述熔盐堆能量转换系统包括熔盐堆、第一换热器和第二换热器；所述熔盐堆与所述第一换热器的一次侧通道串联形成第一熔盐回路；所述第二换热器的二次侧通道与发电设备串联形成发电工质回路；

所述熔盐堆能量转换系统还包括储能换热器、热熔盐储罐和冷熔盐储罐；所述第一换热器的二次侧通道与所述第二换热器的一次侧通道串联形成第二熔盐回路；

所述第一换热器的二次侧通道在用电低谷时还与所述储能换热器的一次侧通道串联形成第三熔盐回路；

所述冷熔盐储罐用于在用电低谷时向所述储能换热器的二次侧熔盐通道提供熔盐、并将所述熔盐储存至所述热熔盐储罐中；

所述第一熔盐回路用于将所述熔盐堆的核裂变能传递至所述第二熔盐回路以及用电低谷时的所述第三熔盐回路；

所述第二熔盐回路用于将所述第二熔盐回路的热量传递至所述发电工质回路；

所述第三熔盐回路用于在用电低谷时将所述第三熔盐回路的热量传递至所述储能换热器的二次侧通道内的熔盐。

本发明中，用电低谷时，启动所述第三熔盐回路，所述熔盐堆的核裂变能先传递至所述第一换热器，随后，一部分热量传递至所述第二换热器，并经所述第二换热器传递至所述发电设备用于发电，因电网负荷波动引起的未被消耗的热量经所述储能换热器的一次侧传递至所述储能换热器的二次侧通道中的熔盐，随后储存在所述热熔盐储罐中，从而实现热能存储调峰。