[发明专利]一种核能-空气布雷顿回热循环分布式供能系统

说明书

一种核能‑空气布雷顿回热循环分布式供能系统，属于核能发电技术领域。本发明包括热源系统，空气布雷顿回热循环动力转换系统和储能系统，热源系统用于加热压缩空气，空气布雷顿回热循环动力转换系统将热能转换为机械能，带动发电机转换为电能，储能系统包括蓄电池储能和压缩空气储能，作为负荷平衡设备和备用电源为分布式供能系统能源供能的安全性和可靠性提供了保障。本发明有效地利用资源，避免资源被浪费，且将核燃料的原子能转换为电能和热能，可灵活满足用户的热电需求。

技术领域

本发明涉及一种核能-空气布雷顿回热循环分布供能系统，属于核能发电技术领域。

背景技术

核燃料尺寸小，能量密度大，环境适应能力强，是一种清洁能源，不会造成空气污染，新一代的核反应高温堆，设计出口温度高达750℃～900℃，高温条件具备组成高效的布雷顿循环，压缩空气储能技术是一种基于燃气轮机技术的储能系统，在电网负荷低估期将电能用于压缩空气，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式，压缩空气储能系统具有储能容量较大、储能周期长、效率高和投资相对较小等优点。目前随着我国经济快速稳定发展，我国能源消耗总量也在大幅增加，传统的供能系统存在有以下缺陷：

1.传统的供能系统的发展模式面临资源过度消耗的瓶颈；

2.传统的供能系统电能输出稳定性较差，且系统的适应能力低，安全性与可靠性较低，不具备储能系统。

3.能源产业面临能源利用率低，结构不合理，传统的储能系统电能输出稳定性低，调度灵活性差，系统故障率过高。

综上所述，亟需一种核能-空气布雷顿回热循环分布式供能系统来解决上述问题。

发明内容

本发明解决了目前的供能系统处在的缺陷问题。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种核能-空气布雷顿回热循环分布式供能系统，包括热源系统、空气布雷顿回热循环动力转换系统和储能系统；

所述热源系统包括核反应堆、压力容器和中间换热器，核反应堆放置在压力容器中，压力容器出口与中间换热器的热端入口连接，中间换热器的热端出口与压力容器的入口连接；

所述空气布雷顿回热循环动力转换系统包括电动机、离心压气机、向心透平、发电机和回热器，向心透平与离心压气机的连接轴上设有离合器，离心压气机与回热器的冷端入口连接，离心压气机与回热器的连接轴上设有第一阀门，回热器的冷端出口与中间换热器的冷端入口连接，电动机与离心压气机连接，向心透平与发电机连接。

所述储能系统包括蓄电池储能和压缩空气储能，蓄电池储能包括蓄电池组和双向储能变流器，电动机通过双向储能变流器与蓄电池组连接，发电机通过双向储能变流器与蓄电池组连接，压缩空气储能包括储能罐，离心压气机的出口与储能罐连接。

进一步的，所述离心压气机的出口与中间换热器的冷端入口连接，中间换热器的冷端出口与向心透平的入口连接，向心透平的出口与回热器热端入口连接。

进一步的，所述离心压气机与中间换热器的连接轴上设有第三阀门。

进一步的，所述离心压气机与储能罐的连接轴上设有第二阀门。

进一步的，所述回热器和离心压力机为一体式布置。

本发明的有益效果：

1.本发明的一种核能-空气布雷顿回热循环分布式供能系统可以有效地利用资源，避免资源被浪费。

2.本发明中的储能设备作为符合平衡设备和备用电源为分布式供能系统能源供应的安全性和可靠性提供了保障。