[实用新型]一种含有储能功能的核电厂灵活性综合利用装置系统

说明书

本实用新型提供了一种含有储能功能的核电厂灵活性综合利用装置系统，包括锅炉与斜温层储能罐系统以及海水淡化系统，所述锅炉与斜温层储能罐系统包括电极锅炉、斜温层储能罐与换热器。本实用新型所述核电厂灵活性综合利用装置系统可以将核电厂调峰负荷的电能进行转换，既可以采用斜温层储能罐实现储热，又可以利用电极锅炉产生的热能制备供热热水，还可以利用海水淡化系统为城市供水系统提供淡水，可以实现核电综合利用装置系统的水、热、电三联供，实现清洁低碳的城市用热、用水、用电系统，且可以满足当地场站和居民不同时节不同的供热需求。

技术领域

本实用新型属于核电厂核能利用技术领域，涉及核电厂灵活性综合利用，尤其涉及一种含有储能功能的核电厂灵活性综合利用装置系统。

背景技术

核能作为一种清洁、高效、优质的能源，在我国一次能源消费中的占比逐年提高，成为我国能源多元化供应体系中的重要组成部分。按照中国实现碳达峰、碳中和的目标，国家能源结构将发生很大变化，新能源会快速发展，传统化石能源的利用会缩减。然而，风能、太阳能等新能源发电具有很大的不稳定性，对电网冲击较大，必须依托于一部分具有调峰能力的能源发电形式作为基础负荷。核能发电系统的变负荷能力较差，主要体现在变负荷速率慢，低负荷运行水平差。核能综合利用是将核能用来发电、制氢、海水淡化或供热的多联产形式，改变传统单一用来发电的模式，有望解决核电站参与调峰的问题。

储热水罐技术来自于北欧，北欧在热电联产和集中供热方面，特别是大型储热水罐方面已经有三四十年的应用历史。在丹麦和瑞典，几乎所有的热电厂出口都设置有大型的储热水罐。目前，在国内的火电厂许多灵活性改造项目中，以储热水罐为核心的蓄热调峰技术，以其出色的性能、稳定性和价格优势，得到了广泛的应用。水储热系统的蓄热、放热过程为蓄热水罐的工作过程。目前，工程应用较多的蓄热水罐技术是单罐斜温层储热技术。斜温层的基本原理是以温度梯度层隔开冷热介质，利用同一个蓄热水罐同时储存高低温两种介质，投资小于冷热分存的双罐系统。蓄热水罐内部同时储存热水和冷水，水温度不同则密度不同，由于重力作用，密度不同的冷水和热水自然分层，热水在上、冷水在下，中间形成过渡层(斜温层)。蓄热水罐工作时，应保证其进口流量均匀和进出口流量平衡，并在冷、热水液位上下变化时保持斜温层稳定。为避免蓄热水罐中的水污染并将污染后的水带入热网，进而影响热网水水质，蓄热容器内的液面上通常充入蒸汽或氮气，保持微正压，使蓄热容器中水与空气隔离。储热水罐主要是在保证日间正常供暖基础上，额外加热一部分热网循环水送至储热水罐中储存；在夜间将储热水罐中的热水供热，从而实现能源调配的灵活性。

海水淡化技术是指利用海水脱盐的方法获得淡水的过程。目前，在各种海水淡化技术中，投入商业运行的主要有压汽蒸馏、电渗析、多级闪蒸、低温多效蒸馏和反渗透。其中，多级闪蒸、低温多效蒸馏和反渗透并称世界海水淡化领域的三大主流技术，特别适用于较大型海水淡化装置。多级闪蒸和低温多效蒸馏均采用蒸馏工艺，具有对原水预处理要求低和出水品质好的优点，但同时也面临结垢和腐蚀的问题。在外部压力的作用下，反渗透法利用一种只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透性能薄膜，达到海水淡化的目的。与蒸馏工艺相比，反渗透法无相变和无需加热，具有能量消耗少、操作方便、运行费用低和适应性强的显著优点，被认为是一种最有发展前途的海水淡化技术。

余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性，在一定的条件下、在已投运的工业企业耗能装置中，原始设计未被合理利用而被排放到环境中的显热和潜热。余热包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热等。工业生产过程产生大量废热余热由于能量密度低，现有技术条件难以有效提取利用，在排入大气中导致热源浪费和热污染。根据余热载体温度、形式等的不同，余热利用方式千差万别。目前，电力行业常见的余热利用主要来自高温烟气的显热和生产过程中排放的可燃气，核电厂因其参数较低，多为中低温余热，余热回收较少。相对于高品位能源而言，低品位余热单位能量低，利用难度大。但从能源利用的格局来看，低品位余热将作为产能和用能的关键环节，对节能减排发挥重要作用。