[发明专利]一种核电站余热蓄能和分配再利用系统及方法

说明书

本发明涉及核电站能源梯级利用技术领域，具体地说是一种核电站余热蓄能和分配再利用系统及方法，其利用包括核电厂乏燃料池的乏燃料余热、余热排出系统的停堆冷却余热和主蒸汽旁排系统的主蒸汽旁排系统热量，形成回收再利用系统。本发明与现有技术相比，过合理可行的装置和措施重新提取出热量，实现了稳定的梯级利用，在减少能量损耗、提高能源利用率的同时，也能降低核电厂的温排水效应，有效的减小对环境的影响。

技术领域

本发明涉及核电站能源梯级利用技术领域，具体地说是一种核电站余热蓄能和分配再利用系统及方法。

背景技术

核电厂与传统火电厂的根本性区别之一在于核能发电依赖于核裂变及链式反应过程，从而导致核电厂停堆过程中以及从堆芯移出的乏燃料里仍然带有大量的衰变热。这些衰变热的峰值量级往往可以达到堆功率的10％以上，且衰变的速度相对非常缓慢，以国内某百万千瓦级电站为例，堆芯衰变热功率在停堆后1个月仍然有10MW量级。这部分热量能够得到进一步有效利用的话，对于核电厂的经济性将会产生非常明显的提升效果。

出于安全考虑，这部分乏热的热品质相对不会很高，冷却介质温度一般不允许超过相变温度，所以很难再用于发电。但核能的综合利用可以有效解决这个问题，通过合理的系统设计方案，可以形成能源的梯次利用、综合智慧核能应用、核能的多联产，通过新系统、新工艺提升在运营核电项目的经济性是核电二次突破再发展的必由之路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电站余热蓄能和分配再利用系统，该系统设计结合了核电厂存在大量余热的固有特点，选用的热源主要为核电厂的乏热和余热，能够有效的提高核电厂的能源利用效率，提升电厂经济性，同时通过制氢等方案与核电厂原有辅助系统有机结合起来，简化供应性辅助系统设计，降低电厂的运行成本。

为实现上述目的，设计一种核电站余热蓄能和分配再利用系统，包括乏燃料池、余热排出系统、主蒸汽旁排系统，其特征在于：

所述乏燃料池的出口和余热排出系统的出口分别采用第一热管装置连接热管式蓄能中心的第一管程入口；热管式蓄能中心的第一管程出口采用管路分两路分别连接乏燃料池的入口、余热排出系统的入口；所述乏燃料池的第一热管装置上设有第一阀门；余热排出系统的第一热管装置上设有第二阀门，热管式蓄能中心至乏燃料池的管路上设有第三阀门，热管式蓄能中心至余热排出系统的管路上设有第四阀门；

所述主蒸汽旁排系统的出口采用第二热管装置连接化学制氢装置的入口，化学制氢装置的出口连接热管式蓄能中心的第二管程入口，热管式蓄能中心的第二管程出口连接冷凝器；所述第二热管装置上设有第五阀门；

所述热管式蓄能中心的二次侧工质壳程出口连接热泵，热泵的主热工质出口分两路分别连接ORC循环发电装置、海水淡化装置；热泵的热工质旁路出口与ORC循环发电装置的工质出口、海水淡化装置的工质出口并管连接后，再分三路分别连接主给水管道伴热装置的进口、核能制冷系统的进口、核能供热系统的进口；主给水管道伴热装置的出口、核能制冷系统的出口、核能供热系统的出口并管后依次连接蓄热工质池、集热回路泵、热管式蓄能中心的壳程进口；热泵的热工质旁路出口连接的管路上设有第六阀门；

所述ORC循环发电装置的电能输出端分别连接用电系统；

所述第二热管装置上还设有第一温度传感器，所述热泵的主热工质出口设有第二温度传感器，第一温度传感器的信号输出端、第二温度传感器的信号输出端分别连接控制器的相应的信号输入端。

进一步的，所述用电系统包括海水淡化装置的供电端，和/或电储能装置/ 厂用电系统，和/或电解制氢装置。

进一步的，所述第一热管装置、第二热管装置分别采用低温差传热的热管装置。

进一步的，所述乏燃料池的燃料格架上布置相应第一热管装置。

所述系统的方法，其特征在于：

——在一次侧包括如下三种处理方法：