一種基於壓水堆和高溫氣冷堆的混合熱力循環系統的製作方法
2023-05-31 14:22:26 3
專利名稱:一種基於壓水堆和高溫氣冷堆的混合熱力循環系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於核電能源技術領域：
，特別涉及一種基於壓水堆和高溫氣冷堆的混合熱力循環系統。
背景技術：
現有的壓水堆核電站二迴路系統布置如圖1所示，其主要設備包括蒸汽發生器、 蒸汽輪機、汽水分離再熱器、凝汽器、凝結水泵、軸封冷卻器、低壓加熱器、除氧器、給水泵和 高壓加熱器。在滿功率運行狀態下，蒸汽發生器產生的飽和蒸汽由主蒸汽管道先進入高壓 缸膨脹做功，並且從高壓缸的不同級抽部分蒸汽進入6號高壓加熱器和7號高壓加熱器用 於加熱給水以及送到汽水分離再熱器加熱高壓缸排汽。高壓缸排汽一部分進入除氧器，大 部分進入汽水分離再熱器，進行汽水分離，並由抽汽和新蒸汽對其進行兩次再熱成為過熱 蒸汽。該過熱蒸汽再進入三臺低壓缸膨脹做功，並且從低壓缸不同級抽取部分蒸汽分別送 往4號低壓加熱器、3號低壓加熱器、2號低壓加熱器和1號低壓加熱器。低壓缸排汽進入 凝汽器。
凝結水由凝結水泵升壓後經軸封冷卻器，再經四級低壓加熱器加熱，送往除氧器 除氧和加熱。除氧器處理後的水經過主給水泵加壓後流經6號高壓加熱器和7號高壓加熱 器進一步加熱，最後進入蒸汽發生器二次側，吸收反應堆一迴路冷卻劑熱量後變為飽和蒸 汽，從而完成一個完整的熱力循環。
壓水堆核電站二迴路蒸汽參數必須受一迴路參數的制約，其溫度和壓力值通常較 低，明顯降低了整個二迴路的循環熱效率。此外，高壓缸完全在溼蒸汽狀態下工作，末級葉 片水刷嚴重，使高壓缸內效率和安全性都大為降低。
發明內容
本發明針對現有壓水堆核電站二迴路系統的缺點，提供一種基於壓水堆和高溫氣 冷堆的混合熱力循環系統。
本發明採用的技術方案為在壓水堆二迴路熱力系統的蒸汽發生器後增設高溫氣 冷堆，壓水堆核電站二迴路熱力系統的蒸汽發生器產生的飽和蒸汽經過高溫氣冷堆的蒸汽 過熱器，與高溫氦氣進行熱交換，轉變為過熱蒸汽，再流進高壓缸做功。
所述高溫氣冷堆採用一座電功率900MW的壓水堆和兩座熱功率250MW的模塊式高 溫氣冷堆。
所述飽和蒸汽以相同的流量分別進入兩座高溫氣冷堆的蒸汽過熱器。
壓水堆核電站二迴路中引入兩座熱功率250MW的模塊式高溫氣冷堆，蒸汽發生器 產生的飽和蒸汽分為兩部分，分別進入兩座高溫氣冷堆的蒸汽過熱器壓力殼內的過熱器， 與高溫氣冷堆的高溫氦氣進行熱交換，從而使流出蒸汽過熱器的蒸汽具有一定的過熱度。 最後，兩部分蒸汽再匯流進入高壓缸做功。
本發明的有益效果是提高了壓水堆核電站二迴路進入高壓缸蒸汽的初溫，由蒸汽初溫對郎肯循環的熱效率影響可知，二迴路的循環熱效率會相應提高。進入高壓缸的蒸 汽由原先的飽和蒸汽變為同壓力下的過熱蒸汽，因此高壓缸內的蒸汽平均溼度降低，溼氣 損失減少，高壓缸相對內效率提高。通過計算表明，電功率為90(MW的壓水堆二迴路的熱 效率約為34%，壓水堆和高溫氣冷堆的混合熱力循環系統的二迴路熱效率約為37%。兩 座電功率IOOMW的高溫氣冷堆和一座電功率900MW的壓水堆各自單獨運行時，總電功率為 1100MW，而採用混合循環後，總電功率達到1164MW，比各自單獨運行時提高了 64MW。此外， 高壓缸末級的安全性也因蒸汽溼度的大幅度降低而提高。進入低壓缸的蒸汽溫度也相應提 高，低壓缸相對內效率提高。
圖1是現今壓水堆二迴路熱力系統圖。
圖2是本發明所述的壓水堆和高溫氣冷堆的混合熱力循環系統圖。
圖3是高溫氣冷堆系統簡圖。
圖中標號
1-蒸汽發生器；2-高壓缸；3-汽水分離再熱器；4-低壓缸；5-凝汽器；6_凝結水 泵；7-軸封冷卻器；8-1號低壓加熱器；9-2號低壓加熱器；10-3號低壓加熱器；11-4號低 壓加熱器；12-除氧器；13-主給水泵；14-6號高壓加熱器；15-7號高壓加熱器；16-高溫氣 冷堆的蒸汽過熱器壓力殼；17-蒸汽過熱器；18-氦氣循環風機；19-熱氣導管；20-熱氦通 道；21-冷氦通道；22-堆芯。
具體實施方式
本發明提供了一種基於壓水堆和高溫氣冷堆的混合熱力循環系統，下面通過附圖 說明和具體實施方式
對本發明做進一步說明。
圖2中，蒸汽發生器1產生的飽和蒸汽平均分為兩部分，分別進入兩座高溫氣冷堆 蒸汽過熱器壓力殼16內的蒸汽過熱器17。飽和蒸汽和高溫氦氣進行熱交換，吸收熱能轉變 為過熱蒸汽，兩部分過熱蒸汽再匯流進入高壓缸2做功，從高壓缸2的不同級抽部分蒸汽進 入6號高壓加熱器14和7號高壓加熱器15用於加熱給水以及送到汽水分離再熱器3加熱 高壓缸2排汽。高壓缸2排汽一部分進入除氧器12，大部分進入汽水分離再熱器3，進行汽 水分離，並由抽汽和新蒸汽對其進行兩次再熱成為過熱蒸汽。該過熱蒸汽再進入三臺低壓 缸4膨脹做功，並且從低壓缸4不同級抽取部分蒸汽分別送往4號低壓加熱器11、3號低壓 加熱器10、2號低壓加熱器9和1號低壓加熱器8。低壓缸4排汽進入凝汽器5。
凝結水由凝結水泵6升壓後經軸封冷卻器7，再經四級低壓加熱器加熱，送往除氧 器12除氧和加熱。除氧器12處理後的水經過主給水泵13加壓後流經兩級高壓加熱器進 一步加熱，最後進入蒸汽發生器1 二次側，吸收反應堆一迴路冷卻劑熱量後變為飽和蒸汽， 從而完成一個完整的熱力循環。
圖3中，冷氦通道21的低溫氦氣流經反應堆堆芯22後，低溫氦氣轉變為高溫氦 氣，經過熱氦通道20，通過熱氣導管19進入高溫氣冷堆的蒸汽過熱器壓力殼16內，流經蒸 汽過熱器17，同換熱管內的飽和蒸汽進行熱交換，釋放熱量後轉變為低溫氦氣，經過氦風機 18加壓，通過熱氣導管19再進入冷氦通道21，從而完成氦氣的一個完整熱力循環。
權利要求
一種基於壓水堆和高溫氣冷堆的混合熱力循環系統，其特徵在於，在壓水堆二迴路熱力系統的蒸汽發生器後增設高溫氣冷堆，壓水堆核電站二迴路熱力系統的蒸汽發生器產生的飽和蒸汽經過高溫氣冷堆的蒸汽過熱器，與高溫氦氣進行熱交換，轉變為過熱蒸汽，再流進高壓缸做功。
2.根據權利要求
1所述的一種基於壓水堆和高溫氣冷堆的混合熱力循環系統，其特徵 在於，所述高溫氣冷堆採用一座電功率900MW的壓水堆和兩座熱功率250MW的模塊式高溫 氣冷堆。
3.根據權利要求
1所述的一種基於壓水堆和高溫氣冷堆的混合熱力循環系統，其特徵 在於，所述飽和蒸汽以相同的流量分別進入兩座高溫氣冷堆的蒸汽過熱器。
專利摘要
本發明公開了屬於核電能源技術領域：
的一種基於壓水堆和高溫氣冷堆的混合熱力循環系統。以電功率為900MW的壓水堆為例，一迴路系統結構不變，二迴路與原壓水堆的二迴路相比，增加了兩座熱功率250MW、電功率100MW的模塊式高溫氣冷堆作為過熱堆。所有飽和蒸汽從蒸汽發生器流出後平均分為兩部分，分別進入兩座高溫氣冷堆的蒸汽過熱器壓力殼內的過熱器，通過與高溫氦氣進行熱交換，使飽和蒸汽具有一定的過熱度，再匯流進入蒸汽輪機做功。採用此方法有利於大幅度提高原壓水堆二迴路的循環熱效率，並能提高蒸汽輪機運行的安全性，具有很高的經濟效益。
文檔編號G21D5/04GKCN101807443SQ201010133349
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月25日
發明者呂雪峰, 張勳, 陸道綱 申請人:華北電力大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan