[发明专利]一种风光反应堆系统及其工作方法

权利要求书

1.一种风光反应堆系统，其特征在于：包括核反应堆系统、风能发电系统、太阳能储能系统和平衡能量系统；所述核反应堆系统包括反应堆(1)、过热器(2)、高压缸(3)、汽水分离再热器(4)、低压缸(5)、冷凝器(6)、凝结水泵(7)、低压加热器(8)、除氧器(9)、给水泵(10)、高压加热器(11)和核能发电机(13)，所述反应堆(1)堆芯出口通过管道与过热器(2)的壳侧蒸汽入口连通，过热器(2)的壳侧蒸汽出口与高压缸(3)的进汽口连通，高压缸(3)的排汽口连通汽水分离再热器(4)的蒸汽入口，汽水分离再热器(4)的蒸汽出口与低压缸(5)的进汽口连通，汽水分离再热器(4)的液体出口通过疏水泵(12)与除氧器(9)的一个进水口连通，低压缸(5)的排汽口依次连接冷凝器(6)、凝结水泵(7)和低压加热器(8)的入口，低压加热器(8)的出口与除氧器(9)的另一个进水口连通，除氧器(9)的出口依次连接给水泵(10)和高压加热器(11)的入口，高压加热器(11)的出口与反应堆(1)的入口连通，所述高压缸(3)和低压缸(5)分别与核能发电机(13)通过轴承连接；所述太阳能储能系统由太阳能吸收器(18)、定日镜(19)、高温熔盐罐(20)、低温熔盐罐(21)和熔盐泵(22)组成，所述定日镜(19)布置在太阳能吸收器(18)的外部，太阳能吸收器(18)的出口通过熔盐管道与高温熔盐罐(20)的入口连通，高温熔盐罐(20)的出口与过热器(2)的管侧熔盐入口连通，过热器(2)的管侧熔盐出口依次连接低温熔盐罐(21)和熔盐泵(22)的入口，熔盐泵(22)出口与太阳能吸收器(18)的入口连通；所述风能发电系统包括风机(14)、增速器(15)、风力发电机(16)和控制系统(17)，所述风机(14)与增速器(15)通过轴承连接，增速器(15)与风力发电机(16)通过轴承连接，控制系统(17)与风机(14)、增速器(15)和风力发电机(16)之间均有信号通路；所述核能发电机(13)通过电力通路与功率控制器(26)的入口连接，功率控制器(26)的两个出口分别与平衡能量系统和变压器(27)的一个入口连接，风力发电机(16)与变压器(27)的另一个入口连接，变压器(27)的出口与电网(28)连接；

在该系统中，反应堆(1)保持额定满功率运行，一部分热量用于推动高压缸(3)和低压缸(5)做工，产生的电量既用于平滑风能发电的波动，也用于平衡能量系统进行铜-氯循环制氢或海水淡化或生物能源产品生产，提高了核电的有效利用率。

2.根据权利要求1所述的一种风光反应堆系统，其特征在于：所述反应堆(1)采用一体化模块式小堆SMR，数量采用单个或多个。

3.根据权利要求1所述的一种风光反应堆系统，其特征在于：所述太阳能储能系统采用塔式太阳能储热系统，塔顶上安装固定一个太阳能吸收器(18)，塔周围安装预设数量的定日镜(19)，通过定日镜(19)将太阳光聚集到塔顶的太阳能吸收器(18)的墙体内产生高温，加热通过太阳能吸收器(18)的熔盐。

4.根据权利要求1所述的一种风光反应堆系统，其特征在于：所述平衡能量系统为制氢系统(23)及附属部件或海水淡化装置或生物质储能系统。

5.根据权利要求4所述的一种风光反应堆系统，其特征在于：所述制氢系统(23)采用铜-氯循环制氢技术。

6.权利要求1至5任一项所述的一种风光反应堆系统的工作方法，其特征在于：所述过热器(2)是一个管壳式换热器，低温熔盐罐(21)中的熔盐经熔盐泵(22)驱动进入太阳能吸收器(18)，被加热后经高温熔盐罐(20)后进入过热器(2)的管侧，反应堆(1)中产生的饱和蒸汽进入过热器(2)的壳侧，被管侧的高温熔盐加热成为过热蒸汽后进入高压缸(3)做功，管侧被冷却的熔盐回到低温熔盐罐(21)；过热蒸汽进入高压缸(3)中做功后进入汽水分离再热器(4)，分离出的液态水经疏水泵(12)进入除氧器(9)，剩余气体继续进入低压缸(5)中做功，低压缸(5)中排出的低压低温蒸汽进入冷凝器(6)冷凝为液态水，经凝结水泵(7)驱动进入低压加热器(8)加热，加热后的液体和汽水分离再热器(4)中分离出的液体一同进入除氧器(9)除氧，再经过给水泵(10)驱动进入高压加热器(11)中加热到预定温度，进入反应堆(1)中冷却堆芯，同时被加热为饱和蒸汽进入过热器(2)；所述高压缸(3)和低压缸(5)所做功用于核能发电机(13)发电；所述风机(14)由风力驱动做功，经增速器(15)增速后用于风力发电机(16)发电，控制系统(17)根据反馈作用部分调节风力发电波动；所述功率控制器(26)对核能发电机(13)产生的电力进行分配，大部分用于平滑风力发电机的发电波动，与风力发电合并后经变压器(27)变压后进入电网(28)，另一部分余电用于平衡能量系统进行铜-氯循环制氢或海水淡化或生物能源产品生产。