[发明专利]一种通过高压抽汽节流调峰的核-储发电系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种通过高压抽汽节流调峰的核‑储发电系统及其工作方法，该系统由核能子系统和储热子系统组成。其中，储热子系统包括油水换热器、冷油罐、热油罐等，冷/热油罐均有保温措施且热油罐设有电加热器；核能子系统包括反应堆、蒸汽发生器、汽轮机、除氧器、高/低压加热器等。系统实际运行时，堆芯功率基本保持不变。当电网负荷指令降低时，核能子系统将多余电力通过电加热器转化为热油罐中导热油的热能储存起来，使机组参与削峰；当电网负荷指令升高时，热油罐中的导热油通过油水换热器将自身热能转化为给水热能，从而减少高压加热器抽汽，增加汽轮机做功量，使机组参与填谷。本发明可在保证堆芯功率基本不变的基础上提高核电的调峰能力。

技术领域

本发明属于发电技术领域，具体涉及一种通过高压抽汽节流调峰的核-储发电系统及其工作方法。

背景技术

以风能、太阳能、核能等清洁能源为主导的电力正逐步取代火电在我国电力结构中的主体地位。然而，由于新能源电力具有较强的间歇性和波动性，随着上网电量的增加，电网的安全稳定运行势必受到冲击。与此同时，工业和社会用电方式的发展也使电网峰谷差进一步拉大，灵活性亟待提高，急需更多的发电机组参与“削峰填谷”。

作为重要的清洁能源，核能是唯一一种能够满足大规模供电需求的清洁能源，具有功率密度高，发电技术成熟，出力稳定等优点。随着煤价上升，火电调峰调频成本大幅提高，核电机组未来参与调峰也逐渐成为一种趋势。但考虑到频繁和快速改变反应堆功率存在一定的技术限制和安全风险，大多数核电站都只承担基荷，难以参与电网调峰。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种通过高压抽汽节流调峰的核-储发电系统及其工作方法，该系统通过将储能和压水堆核电机组相耦合，能够在保持堆芯功率基本不变的前提下提高核电机组的调峰能力，为解决核电未来参与电网调峰问题提供参考。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种通过高压抽汽节流调峰的核-储发电系统，由核能子系统和储热子系统组成，所述核能子系统包括反应堆1、蒸汽发生器2、汽轮机高压缸3、汽轮机低压缸4、发电机5、凝汽器6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、第二级高压加热器10和第一级高压加热器11；储热子系统包括油水换热器12、冷油罐13、热油罐14和油泵15；其中，反应堆1作为蒸汽发生器2的热源；蒸汽发生器2的出口连接汽轮机高压缸3的进口，汽轮机高压缸3的出口连接汽轮机低压缸4的进口，汽轮机高压缸3、汽轮机低压缸4与发电机5三者同轴相连，汽轮机低压缸4的出口连接凝汽器6的进口，凝汽器6的出口连接低压加热器7的水侧进口，低压加热器7的水侧出口连接除氧器8的水侧进口，除氧器8的水侧出口连接给水泵9的进口，给水泵9的出口连接第二级高压加热器10的水侧进口，第二级高压加热器10的水侧进口设置第三阀门V₃，第二级高压加热器10的水侧出口连接第一级高压加热器11的水侧进口，第一级高压加热器11的水侧进口设置第五阀门V₅，第一级高压加热器11的水侧出口连接蒸汽发生器2的进口；冷油罐13的出口连接热油罐14的进口，热油罐14的出口通过油泵15连接油水换热器12的热侧进口，油水换热器12的热侧出口通过第七阀门V₇连接冷油罐13的进口；油水换热器12的冷侧进口通过第四阀门V₄和第六阀门V₆分别连接在第二级高压加热器10和第一级高压加热器11的水侧进口母管上，油水换热器12的冷侧出口连接在第一级高压加热器11的水侧出口母管上；第一级高压加热器11、第二级高压加热器10、除氧器8和低压加热器7等均由抽汽作为热源，具体连接关系为：汽轮机高压缸3的第一级级间抽汽作为第一级高压加热器11的热源，第一段级间抽汽管道上设置第一阀门V₁，汽轮机高压缸3的第二级级间抽汽作为第二级高压加热器10的热源，第二段级间抽汽管道上设置第一阀门V₂，汽轮机高压缸3排汽的抽汽作为除氧器8的热源，汽轮机低压缸4的级间抽汽作为低压加热器7的热源。