[实用新型]一种核能驱动三级联合循环发电系统

说明书

本实用新型公开了一种核能驱动三级联合循环发电系统，包括核反应堆单元、超临界二氧化碳发电单元、朗肯循环发电单元和有机朗肯循环发电单元；反应堆的气体出口与加热器热端入口连接，加热器热端出口与反应堆的气体入口连接；加热器的二氧化碳出口依次连接二氧化碳透平、朗肯循环加热器的热端、第一有机工质加热器的热端、冷却器热端和加热器的二氧化碳入口；朗肯循环加热器的冷端连接朗肯循环发电单元输入热源端，第一有机工质加热器的冷端连接有机朗肯循环发电单元输入热源端。提出核能驱动的超临界二氧化碳循环与朗肯循环、有机朗肯循环构建的三级联合循环发电系统，有效提高核电站发电效率。

技术领域

本实用新型属于核能发电领域，涉及一种核能驱动三级联合循环发电系统。

背景技术

高温气冷堆(High Temperature Gas Cooled Reactor/HTGR)是一种石墨慢化氦气冷却的反应堆。高温气冷堆属于第四代核电技术，是具有固有安全性的先进堆型，在发电、供热、制氢、海水淡化等领域有广阔的应用前景。

由于高温气冷堆能产生更高参数的蒸汽，常规岛热力循环需进行与之匹配的改进以提升发电效率。但目前主要是通过汽轮机单循环的形式，发电效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种核能驱动三级联合循环发电系统，提出核能驱动的超临界二氧化碳循环与朗肯循环、有机朗肯循环构建的三级联合循环发电系统，有效提高核电站发电效率。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种核能驱动三级联合循环发电系统，包括核反应堆单元、超临界二氧化碳发电单元、朗肯循环发电单元和有机朗肯循环发电单元；

核反应堆单元包括反应堆和加热器，反应堆的气体出口与加热器热端入口连接，加热器热端出口与反应堆的气体入口连接；

超临界二氧化碳发电单元包括二氧化碳透平、朗肯循环加热器、第一有机工质加热器和冷却器，加热器的二氧化碳出口依次连接二氧化碳透平、朗肯循环加热器的热端、第一有机工质加热器的热端、冷却器热端和加热器的二氧化碳入口；朗肯循环加热器的冷端连接朗肯循环发电单元输入热源端，第一有机工质加热器的冷端连接有机朗肯循环发电单元输入热源端。

优选的，冷却器热端和加热器的冷端入口之间设置有二氧化碳增压泵。

进一步，冷却器热端和加热器的冷端入口之间设置有预热器，冷却器热端和加热器的冷端入口分别连接预热器的冷端入口和冷端出口。

再进一步，朗肯循环发电单元包括汽轮机和冷凝器，汽轮机的入口连接朗肯循环加热器冷端出口，汽轮机的出口连接冷凝器入口，冷凝器的出口连接朗肯循环加热器冷端入口。

进一步，汽轮机的出口与预热器的热端入口相连，预热器的热端出口与冷凝器的入口相连。

进一步，冷凝器的出口连接朗肯循环加热器冷端之间设置有循环泵。

进一步，有机朗肯循环发电单元包括膨胀机、凝汽器和储罐，第一有机工质加热器的有机工质出口与膨胀机的入口相连，膨胀机的有机工质出口连接凝汽器的有机工质入口，凝汽器的有机工质出口连接储罐的有机工质入口，储罐的有机工质出口连接有机工质加热器的有机工质入口。

再进一步，汽轮机的出口与冷凝器入口之间设置有第二有机工质加热器，汽轮机的出口与第二有机工质加热器的热端入口相连，第二有机工质加热器的热端出口与预热器的热端入口相连，第二有机工质加热器的有机工质出口与膨胀机的入口相连，储罐的有机工质出口连接第二有机工质加热器的有机工质入口。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：