[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在审
| 申请号： | 202310581314.4 | 申请日： | 2023-05-22 |
| 公开（公告）号： | CN116646103A | 公开（公告）日： | 2023-08-25 |
| 发明（设计）人： | 邱斌斌;李刚刚;安泽依;魏鑫;丁旭 | 申请（专利权）人： | 西安交通大学 |
| 主分类号： | G21D5/12 | 分类号： | G21D5/12;F01K11/02;F01D15/10;F01K17/06;F22B33/18;F22D1/32;F22D1/50;F22D1/00;F28D20/00 |
| 代理公司： | 西安智大知识产权代理事务所 61215 | 代理人： | 何会侠 |
| 地址： | 710049 陕*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 通过 高压 节流 发电 系统 及其 工作 方法 | ||
1.一种通过高压抽汽节流调峰的核-储发电系统，其特征在于：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)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)通过油泵(15)连接油水换热器(12)的热端进口，油水换热器(12)的热端出口通过第七阀门(V7)连接冷油罐(13)的进口；油水换热器(12)的冷端进口分别通过第四阀门(V4)和第六阀门(V6)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)的冷端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)、低压加热器(7)分别有汽轮机高压缸(3)和汽轮机低压缸(4)的抽汽作为热源，具体连接关系为：汽轮机高压缸(3)的第一段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)的第二段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。
2.根据权利要求1所述的一种通过高压抽汽节流调峰的核-储发电系统，其特征在于：在电网负荷指令升高时，用导热油来加热给水，从而减少第一级高压加热器(10)和第二级高压加热器(11)的抽汽，使这部分抽汽继续在汽轮机高压缸(3)中做功，提高系统的填谷能力。
3.根据权利要求1所述的一种通过高压抽汽节流调峰的核-储发电系统，其特征在于：保持核反应堆(1)的功率不变。
4.根据权利要求1所述的一种通过高压抽汽节流调峰的核-储发电系统，其特征在于：所述冷油罐(13)和热油罐(14)均设有保温措施且热油罐(14)设有电加热器，电加热器通过电力开关(16)连接发电机(5)，在电网负荷指令降低时，通过电力开关(16)将超过电网需求的多余电力导入热油罐(15)中，转化为导热油的热能，提高系统的削峰能力。
5.根据权利要求1所述的一种通过高压抽汽节流调峰的核-储发电系统，其特征在于：所述冷油罐(13)和热油罐(14)采用差位布置，冷油罐(13)中的低温导热油在重力作用下流入热油罐(14)，而只在热油罐出口设置油泵(15)。
6.权利要求1至5任一项所述的一种通过高压抽汽节流调峰的核-储发电系统的工作方法，其特征在于：包括如下工作模式：
模式一，设计工况100％THA运行：
系统在设计工况下运行，第一阀门(V1)、第二阀门(V2)、第三阀门(V3)和第五阀门(V5)全开，第四阀门(V4)、第六阀门(V6)、第七阀门(V7)和电力开关(16)全关，此时储热子系统不工作，核能子系统保持反应堆核电机组的设计工况100％THA运行，汽轮机高压缸(3)的第一段级间抽汽作为第一级高压加热器(11)的热源，汽轮机高压缸(3)的第二段级间抽汽作为第二级高压加热器(10)的热源，；从给水泵(9)来的给水依次经过第二级高压加热器(10)和第一级高压加热器(11)后进入蒸汽发生器(2)中吸热，变为饱和蒸汽后从蒸汽发生器(2)的出口流出并依次进入汽轮机高压缸(3)、汽轮机低压缸(4)做功，做完功的乏汽从汽轮机出口排出，进入凝汽器(6)中凝结为过冷水，随即依次流经低压加热器(7)、除氧器(8)后到达给水泵(9)，完成水蒸汽朗肯循环；
模式二，当电网负荷指令降低时：
当电网负荷指令降低时，保持第一阀门(V1)、第二阀门(V2)、第三阀门V3和第五阀门(V5)全开，第四阀门(V4)、第六阀门(V6)、第七阀门(V7)全关，电力开关(16)打开，核能子系统将超过电网需求的电力通过热油罐(14)中的电加热器转化为储热子系统中导热油的热能储存起来以降低上网电量,系统参与电网削峰；水蒸汽朗肯循环与模式一中相同；
模式三，当电网负荷指令升高时：
当电网负荷指令升高时，根据负荷指令需求调整第一阀门(V1)、第二阀门(V2)、第三阀门(V3)、第四阀门(V4)和第五阀门(V5)的开度，保持第六阀门(V6)和第七阀门(V7)全开，电力开关(16)关闭，此时从给水泵(9)来的给水一部分通过第四阀门(V4)、第六阀门(V6)和油水换热器(12)后进入蒸汽发生器(2)，另一部分通过第三阀门(V3)、第二级高压加热器(10)、第五阀门(V5)和第一级高温加热器(11)后进入蒸汽发生器(2)；储热子系统将导热油的热能通过油水换热器(12)返还给核能子系统，转化为给水的热能，从而减少第一级高压加热器(11)和第二级高压加热器(10)的抽汽量，使这部分继续在汽轮机高压缸(3)中做功，增加系统的填谷能力。
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