高温气冷堆核电站供热装置及供热方法与流程

本发明涉及核电站供热，特别是涉及一种高温气冷堆核电站供热装置及供热方法。

背景技术：

1、我国60％以上的地区、50％以上的人口需要冬季供热。目前的供热方式主要为集中供热和分布式供热。其中，集中供热主要来自于燃煤热电联产或者燃煤锅炉，这带来了较大的资源消耗和环境污染。核能作为清洁能源，具有低碳、清洁的特点，是未来重要的供热资源。目前核能供热主要有两种方式：低温核供热和核热电联产。低温核供热技术是一种以供热为主要功能的核反应堆，而核热电联产是从核电机组抽取高压缸排汽作为热源，通过换热站进行多级换热，最后经市政供热管网，将热量传递至用户。

2、核热电联产实现了优化能源的配置，综合能源利用率高。国内核电站供热系统的研究主要在于压水堆机组，主要用于城镇供热。由于压水堆蒸汽参数偏低，其用于供热能量有限。高温气冷堆核电机组作为四代核电的主要类型，其用于蒸汽发电产生高温蒸汽可达570℃左右，蒸汽参数大大提高，而且将二回路蒸汽独立作为供热热源，提供对外供热的方案，具有很大的潜力。因此，需要推进一种采用高温气冷堆产生的蒸汽对外供热的方式，以替代原始小规模、低效率的环境影响较大的热源点，进一步降低环境污染。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种采用高温气冷堆产生的蒸汽对外供热的高温气冷堆核电站供热装置及供热方法。

2、一种高温气冷堆核电站供热装置，包括：

3、蒸汽主管道，与高温气冷堆核岛连接；

4、发电蒸汽调节阀，连接于所述蒸汽主管道与汽轮机之间；

5、主管道压力检测器，设置于所述蒸汽主管道；

6、供热机构，连接于所述蒸汽主管道；及

7、控制机构，同时与所述发电蒸汽调节阀及所述主管道压力检测器电连接，用于根据所述主管道压力检测器的检测结果调节所述发电蒸汽调节阀的开度。

8、通过设置上述的高温气冷堆核电站供热装置，高温气冷堆核岛产生的高温蒸汽通过蒸汽主管道分别输送至汽轮机发电以及供热机构供热，以实现采用高温气冷堆产生的蒸汽对外供热的目标，满足集中热源需求较大的场景，并替代原始小规模、低效率的环境影响较大的热源点，进一步降低环境污染。

9、同时，该供热装置采用以热定电运行主模式，即以对外供热能量输出来确定对外发电量的多少。由于对外发电量处于随动状态，因此可根据供热机构的供热功率需求范围以及供热功率与汽轮机输出功率的关系，确定高温气冷堆核岛的总功率需求，基本固定高温气冷堆核岛的功率输出，减少高温气冷堆核岛的波动，保证高温气冷堆核岛整体的稳定性和可靠性。

10、此外，采用以热定电运行主模式的情况下，对外发电量处于随动状态，即发电蒸汽调节阀处于随动状态。当高温气冷堆核岛输出的高温蒸汽的量发生变化时，蒸汽主管道内的实际压力也会发生变化，控制机构获取蒸汽主管道的实际压力变化，对发电蒸汽调节阀的开度进行调节，以保证供热机构对外供热的稳定性。

11、在其中一个实施例中，所述供热机构包括蒸汽发生器、过热器及供热母管，所述蒸汽发生器及所述过热器同时与所述蒸汽主管道连接，且所述蒸汽发生器与所述过热器连接，所述供热母管与所述过热器连接。

12、在其中一个实施例中，所述供热机构还包括第一供热蒸汽调节阀、第二供热蒸汽调节阀、母管压力检测器及母管温度检测器，所述第一供热蒸汽调节阀连接于所述蒸汽主管道与所述蒸汽发生器之间，所述第二供热蒸汽调节阀连接于所述蒸汽主管道与所述过热器之间；

13、所述母管压力检测器及所述母管温度检测器均设置于所述供热母管，所述控制机构还与所述第一供热蒸汽调节阀、所述第二供热蒸汽调节阀、所述母管压力检测器及所述母管温度检测器电连接，所述控制机构还用于根据所述母管压力检测器检测结果调节所述第一供热蒸汽调节阀的开度，以及根据所述母管温度检测器的检测结果调节所述第二供热蒸汽调节阀的开度。

14、在其中一个实施例中，所述供热机构还包括连接管及出口温度检测器，所述连接管连接于所述蒸汽发生器与所述过热器之间，所述出口温度检测器设置于连接管，所述控制机构还与所述出口温度检测器电连接，所述控制机构还用于根据所述出口温度检测器的检测结果调节所述第二供热蒸汽调节阀的开度。

15、在其中一个实施例中，所述控制机构包括第一pid控制器、函数发生器及求和器，所述第一pid控制器与所述母管温度检测器电连接，所述第一pid控制器用于将所述母管温度检测器的检测结果与母管预设温度值进行比较，并输出第一控制指令；

16、所述函数发生器与所述出口温度检测器电连接，用于根据所述出口温度检测器的检测结果输出调节指令，所述求和器同时与所述第一pid控制器、所述函数发生器及所述第二供热蒸汽调节阀电连接，所述求和器将所述第一控制指令和所述调节指令求和形成开度控制指令，并将所述开度控制指令输送至所述第二供热蒸汽调节阀。

17、在其中一个实施例中，所述供热机构还包括多条分支管道及多个分支蒸汽调节阀，每一所述分支管道均与所述供热母管连接，每一所述分支蒸汽调节阀分别设置于对应的一所述分支管道。

18、在其中一个实施例中，所述供热机构还包括母管流量检测器及多个分支流量检测器，所述母管流量检测器设置于所述供热母管，每一所述分支流量检测器设置于对应的一所述分支管道上。

19、在其中一个实施例中，所述供热机构还包括依次连接的给水预加热器、除氧器、给水泵及给水加热器，所述给水预加热器与所述除氧器连接，所述给水预加热器还与来水管连接，所述给水加热器还与所述蒸汽发生器连接。

20、在其中一个实施例中，所述供热机构还包括第一回流管及第二回流管，所述第一回流管连接于所述过热器与所述给水预加热器之间，所述第二回流管连接于所述给水预加热器与高温气冷堆发电机组凝汽器连接。

21、在其中一个实施例中，所述供热机构还包括进水管、第三回流管及第四回流管，所述进水管和所述第三回流管均连接于所述蒸汽发生器与所述给水加热器之间，且所述给水加热器通过所述进水管往所述蒸汽发生器给水，所述第四回流管连接于所述给水加热器与高温气冷堆发电机组除氧器之间。

22、一种高温气冷堆核电站供热方法，包括步骤：

23、获取蒸汽主管道的实际压力；

24、比较实际压力与主管道预设压力；

25、根据比较结果调节发电蒸汽调节阀的开度，以调节输送至汽轮机的高温蒸汽的量；

26、其中，当所述实际压力大于所述主管道预设压力时，调大所述发电蒸汽调节阀的开度；反之则调小所述发电蒸汽调节阀的开度。

27、在其中一个实施例中，所述供热方法还包括步骤：

28、获取供热母管的实际供热压力以及实际供热温度；

29、比较所述实际供热压力和母管预设压力，并根据比较结果调节第一供热蒸汽调节阀的开度，以使所述实际供热压力稳定在所述母管预设压力；

30、比较所述实际供热温度和母管预设温度，并根据比较结果调节第二供热蒸汽调节阀的开度，以使所述实际供热温度稳定在所述母管预设温度。

31、在其中一个实施例中，所述供热方法还包括步骤：

32、获取蒸汽发生器出口的饱和蒸汽温度；

33、根据所述实际供热温度和所述母管预设温度的比较结果以及所述饱和蒸汽温度调节所述第二供热蒸汽调节阀的开度。