一种汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统

本发明属于熔盐储热调峰供汽领域，涉及一种汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统。

背景技术：

1、核电作为一种清洁、高效和可靠的能源形式，它可以减少对化石燃料的依赖，降低环境污染和气候变化的影响。由于核电站的运行特点，传统上核电站被设计为基荷电站，即它们在正常运行情况下持续以最大功率运行，以保证电力供应的稳定性和经济性。然而，随着可再生能源的接入和电力需求的波动，核电调峰变得越来越重要。在工业蒸汽供应领域，传统的燃料燃烧锅炉虽然被广泛采用，但它们存在诸多不足。首先，这些系统的能源转换效率相对较低，大量热能以废气形式排放，造成了严重的能源浪费。其次，依赖化石燃料的燃烧不仅导致了能源成本的不稳定，还对环境产生了负面影响。化石燃料的燃烧释放了大量的温室气体，加剧了全球变暖问题，并且还排放了其他污染物，如硫化物、氮氧化物等，造成了空气污染和酸雨等环境问题。此外，化石燃料资源的有限性以及采集、运输过程中的环境破坏，进一步凸显了对于新型高效、环保能源系统的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，该系统具有高效、环保及灵活的特点。

2、为达到上述目的，本发明公开了一种汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，包括反应堆、蒸汽发生器、主蒸汽-熔盐换热器、蒸汽阀、凝汽器、储热子系统及工业蒸汽供汽系统；

3、反应堆的出口经蒸汽发生器的放热侧与反应堆的入口相连通，蒸汽发生器的吸热侧出口后分为两路，其中，第一路依次经主蒸汽-熔盐换热器的壳侧及蒸汽阀与凝汽器的入口相连通，第二路与汽轮机高压缸的入口相连通；

4、主蒸汽-熔盐换热器的管侧经储热子系统与工业蒸汽供汽系统相连通。

5、蒸汽发生器的吸热侧出口经第一阀门后分为两路。

6、反应堆的出口经蒸汽发生器的放热侧及主冷却剂泵与反应堆的入口相连通。

7、还包括汽水分离器再热器、汽轮机低压缸及第一除氧器；

8、汽轮机高压缸的出口与汽水分离器再热器的入口相连通，所述汽水分离器再热器的出汽口与汽轮机低压缸的入口相连通，汽水分离器再热器的出水口与第一除氧器的入口相连通，汽轮机低压缸的出口与凝汽器的入口相连通。

9、所述汽水分离器再热器的出汽口经第二阀门与汽轮机低压缸的入口相连通。

10、还包括热力子系统，所述热力子系统包括凝汽器、第一循环水泵、多级低压加热器、第二循环水泵及多级高压加热器；

11、汽轮机高压缸的抽汽口与第一除氧器的进汽口及多级高压加热器的壳侧入口相连通，多级高压加热器的壳侧出口与第一除氧器的入口相连通，第一除氧器的出口经第二循环水泵及多级高压加热器的管侧与蒸汽发生器的吸热侧入口相连通；

12、汽轮机低压缸的抽汽口与多级低压加热器的壳侧入口相连通，所述多级低压加热器的壳侧出口与凝汽器的入口相连通，凝汽器的出口经第一循环水泵及多级低压加热器的管侧与第一除氧器的入口相连通。

13、还包括储热子系统及放热子系统，储热子系统包括低温熔盐储罐、低温熔盐泵、低温熔盐阀门、电加热器、高温熔盐储罐、高温熔盐泵和高温熔盐阀门；

14、主蒸汽-熔盐换热器的管侧出口经电加热器与高温熔盐储罐的入口相连通，高温熔盐储罐的出口依次经高温熔盐泵、高温熔盐阀门、放热子系统及工业蒸汽供汽系统与低温熔盐储罐的入口相连通，低温熔盐储罐的出口经低温熔盐泵及低温熔盐阀门与主蒸汽-熔盐换热器的管侧入口相连通。

15、所述放热子系统包括第二熔盐蒸汽换热器及熔盐给水换热器；

16、工业蒸汽供汽系统包括熔盐换热器、第一熔盐蒸汽换热器、第二除氧器、熔盐给水换热器、给水箱及工业蒸汽管道；

17、高温熔盐储罐的出口依次经高温熔盐泵、高温熔盐阀门、第二熔盐蒸汽换热器的管侧、熔盐换热器的管侧、第一熔盐蒸汽换热器的管侧及熔盐给水换热器的管侧与低温熔盐储罐的入口相连通；

18、给水箱的出口经熔盐给水换热器的壳侧与第二除氧器的入口相连通，第二除氧器的出口依次经第一熔盐蒸汽换热器的壳侧及熔盐换热器的壳侧后分为两路，其中一路与第二除氧器的蒸汽入口相连通，另一路经第二熔盐蒸汽换热器的壳侧与工业蒸汽管道相连通。

19、给水箱的出口依次经一级给水泵及熔盐给水换热器的壳侧与第二除氧器的入口相连通。

20、第二除氧器的出口依次经二级给水泵、第一熔盐蒸汽换热器的壳侧及熔盐换热器的壳侧后分为两路。

21、本发明具有以下有益效果：

22、本发明所述的汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统在具体操作时，将核电机组与大规模熔盐热能存储耦合，以显著提高核电机组的灵活性和调峰能力，满足电网调度需求；

23、进一步，本发明利用核电机组产生的多余热量或者非高峰时段的热量，通过熔盐储热系统进行高效存储，实现热能时间转移，这样可以在核电站不增加额外核燃料消耗的前提下，满足工业用户不同时段的蒸汽需求，提高整个系统的运行经济性和灵活性。另外，通过工业蒸汽供汽系统，可以显著提高核电厂在市场上的竞争力，特别是在电力市场日益复杂的环境下，能够参与电网调峰、辅助服务市场，进一步挖掘核电站资产价值，创造更大的经济效益。

技术特征：

1.一种汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，其特征在于，包括反应堆(1)、蒸汽发生器(3)、主蒸汽-熔盐换热器(16)、蒸汽阀(24)、凝汽器(10)、储热子系统及工业蒸汽供汽系统；

2.根据权利要求1所述的汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，其特征在于，蒸汽发生器(3)的吸热侧出口经第一阀门(4)后分为两路。

3.根据权利要求1所述的汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，其特征在于，反应堆(1)的出口经蒸汽发生器(3)的放热侧及主冷却剂泵(2)与反应堆(1)的入口相连通。

4.根据权利要求1所述的汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，其特征在于，还包括汽水分离器再热器(6)、汽轮机低压缸(8)及第一除氧器(13)；

5.根据权利要求4所述的汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，其特征在于，所述汽水分离器再热器(6)的出汽口经第二阀门(7)与汽轮机低压缸(8)的入口相连通。

6.根据权利要求4所述的汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，其特征在于，还包括热力子系统，所述热力子系统包括凝汽器(10)、第一循环水泵(11)、多级低压加热器(12)、第二循环水泵(14)及多级高压加热器(15)；

7.根据权利要求6所述的汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，其特征在于，还包括储热子系统及放热子系统，储热子系统包括低温熔盐储罐(17)、低温熔盐泵(18)、低温熔盐阀门(19)、电加热器(20)、高温熔盐储罐(21)、高温熔盐泵(22)和高温熔盐阀门(23)；

8.根据权利要求7所述的汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，其特征在于，所述放热子系统包括第二熔盐蒸汽换热器(33)及熔盐给水换热器(29)；

9.根据权利要求8所述的汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，其特征在于，给水箱(31)的出口依次经一级给水泵(30)及熔盐给水换热器(29)的壳侧与第二除氧器(28)的入口相连通。

10.根据权利要求8所述的汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，其特征在于，第二除氧器(28)的出口依次经二级给水泵(27)、第一熔盐蒸汽换热器(26)的壳侧及熔盐换热器(25)的壳侧后分为两路。

技术总结
本发明公开了一种汽电联合驱动的熔盐储热耦合核能调峰供汽系统，包括反应堆、蒸汽发生器、主蒸汽‑熔盐换热器、蒸汽阀、凝汽器、储热子系统及工业蒸汽供汽系统；反应堆的出口经蒸汽发生器的放热侧与反应堆的入口相连通，蒸汽发生器的吸热侧出口后分为两路，其中，第一路依次经主蒸汽‑熔盐换热器的壳侧及蒸汽阀与凝汽器的入口相连通，第二路与汽轮机高压缸的入口相连通；主蒸汽‑熔盐换热器的管侧经储热子系统与工业蒸汽供汽系统相连通，该系统具有高效、环保及灵活的特点。

技术研发人员：韩小渠,吴炫,周媛媛,张一鸣,王进仕,刘继平,严俊杰
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/20