一种压水堆核电机组高温供热的系统和方法与流程

本发明属于调频、储能、供热和核能综合利用，具体涉及一种压水堆核电机组高温供热的系统和方法。

背景技术：

1、新建机组都需要启动锅炉，启动锅炉在首台机组启动过程中为机组启动提供蒸汽，在机组启动自身能够产生稳定蒸汽后，启动锅炉就处于备用状态，在第二台及后续机组启动过程中，可以通过临机供汽实现机组启动，电锅炉实际存在的意义就不是很大了，但作为备用汽源还必须存在，电厂为启动锅炉的备用及保养每年也要投入一定的费用。

2、随着风电、光伏等不稳定性电源容量的增大，核电机组也要参与电网调峰，核电机组调峰时，造成热量损失，因此采用储热装置，将核电机组调峰产生的多余电量、热量储存起来，供热将产生良好的经济效益。

3、核电机组是零碳供热的重要途径。但作为核能主力机型的压水堆核电机组只能提供280℃以下的蒸汽，不能满足高温蒸汽用户的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对目前核能供热存在的问题，提供了一种压水堆核电机组高温供热的系统和方法。

2、本发明采用如下技术方案来实现的：

3、一种压水堆核电机组高温供热的系统，包括熔盐池、熔盐泵、低温蒸汽加热交换器和压水堆核电机组蒸汽供应模块；

4、熔盐池的出口接在熔盐泵的入口，熔盐泵的出口接在低温蒸汽加热交换器的第一入口，低温蒸汽加热交换器的第二出口接在压水堆核电机组蒸汽供应模块的入口，压水堆核电机组蒸汽供应模块的出口接在低温蒸汽加热交换器的第二入口。

5、本发明进一步的改进在于，熔盐池内布置有电加热装置，能够保证熔盐池内的盐处于熔融状态。

6、本发明进一步的改进在于，还包括电加热模块、高温蒸汽加热交换器和高温气冷堆核电机组蒸汽供应模块，低温蒸汽加热交换器的第一出口分为两股，其中一股接在电加热模块的第一入口，另一股接高温蒸汽加热交换器的第一入口，高温蒸汽加热交换器的第二出口接在高温气冷堆核电机组蒸汽供应模块的入口，高温气冷堆核电机组蒸汽供应模块的出口接在高温蒸汽加热交换器的第二入口。

7、本发明进一步的改进在于，还包括电源管理模块、超级电容模块和电网，电源管理模块从电网取电同时向电加热交换器供电，电网用于向超级电容模块充电，超级电容模块向电网放电，且超级电容模块能够通过电源管理模块向电加热模块放电，电网能够通过电源管理模块向超级电容模块充电。

8、本发明进一步的改进在于，还包括高温蒸汽供应模块、中温蒸汽供应模块和蒸汽发生器，电加热模块的出口和高温蒸汽加热交换器的第一出口汇合后接在高温蒸汽供应模块的第一入口，高温蒸汽供应模块的第一出口接在中温蒸汽供应模块的第一入口，中温蒸汽供应模块的第一出口接在蒸汽发生器的第一入口，蒸汽发生器的第一出口接在熔盐池的入口。

9、本发明进一步的改进在于，还包括给水除氧加热模块、回水复用及补水模块、低温蒸汽用户和高温蒸汽用户，给水除氧加热模块的出口接在蒸汽发生器的第二入口，蒸汽发生器的第二出口接在中温蒸汽供应模块的第二入口，中温蒸汽供应模块的第二出口分为两股，第一股接在高温蒸汽供应模块的第二入口，第二股接在低温蒸汽用户的入口，高温蒸汽供应模块的第二出口接在高温蒸汽用户的入口，高温蒸汽用户的出口和低温蒸汽用户的出口汇合后接在回水复用及补水模块的入口。

10、一种压水堆核电机组高温供热的方法，该方法基于所述的一种压水堆核电机组高温供热的系统，包括：

11、在系统投用初期，启动熔盐池内的电加热装置，将熔盐池中的盐加热至熔融状态；

12、启动熔盐泵，建立起熔盐从熔盐池经熔盐泵、低温蒸汽加热交换器、电加热模块、高温蒸汽加热交换器、高温蒸汽供应模块、中温蒸汽供应模块、蒸汽发生器最后回到熔盐池的循环；

13、电源管理模块从电网取电同时向电加热交换器供电，投用电加热交换器中的电加热装置，提升熔盐温度；

14、高温气冷堆核电机组蒸汽供应模块向高温蒸汽加热交换器供汽，加热高温蒸汽加热交换器中的熔盐，释放热量的蒸汽凝结为水返回高温气冷堆核电机组蒸汽供应模块中；

15、从电加热交换器和热高温蒸汽加热交换器中出来的高温熔盐进入到高温蒸汽供应模块中，提高高温蒸汽供应模块中的蒸汽温度，高温蒸汽供应模块中的蒸汽温度满足用户需求后向高温蒸汽用户供汽；

16、从高温蒸汽供应模块中出来的熔盐进入到中温蒸汽供应模块中，提高中温蒸汽供应模块中蒸汽温度，中温蒸汽供应模块中蒸汽温度满足用户需求后，一部分蒸汽向低温蒸汽用户供汽，另一部风蒸汽进入到高温蒸汽供应模块进一步提高温度；

17、从中温蒸汽供应模块中出来的熔盐进入到蒸汽发生器中，将蒸汽发生器中的水变成蒸汽，从蒸汽发生器中出来的蒸汽进入到中温蒸汽供应模块中，进一步提高温度；

18、高温蒸汽用户和低温蒸汽用户利用了蒸汽热量后，蒸汽凝结为水，如果用户不需要或者部分不需要凝水，则凝水返回回水复用及补水模块，在回水复用及补水模块处理和补充后进入到给水除氧加热模块中除氧加热进入到蒸汽发生器中产生蒸汽。

19、本发明进一步的改进在于，电加热模块的电加热和高温蒸汽加热交换器的蒸汽加热，能够同时投用，或者投用一种。

20、本发明进一步的改进在于，当电网电压异常升高时，电网向超级电容模块充电，超级电容模块吸收电网电量；当电网电压异常降低时，超级电容模块向电网放电；

21、超级电容模块备用时处于半充满状态，以利于正负向的调频作用；当超级电容模块处于满充状态时，通过电源管理模块向电加热交换器供电，使其处于半充满状态；当超级电容模块电量低于半充满状态时，电网通过电源管理模块向超级电容模块充电，使其处于半充满状态；

22、在用电低谷时，电网通过电源管理模块、电加热交换器将电能转化为热能，储存于熔盐系统中，起到“填谷”的作用；在用电高峰时，熔盐系统利用自身的储热，向热用户放热，从而减少电加热交换器的用电，起到“削峰”的作用。

23、本发明提供的一种压水堆核电机组高温供热的系统和方法，至少具有以下几方面明显的优点：

24、(1)可以替代启动锅炉，实现机组启动用汽的需求；

25、(2)可以储存调峰电能，具有良好的经济性；

26、(3)可以根据用户需求，将低温蒸汽提高温度，满足用户的需求；

27、(4)具有调频的功能；

28、(5)可以实现在用户供热需求突然中断的情况下，给机组调整一定的缓冲时间；

29、(6)可以在发电机组突然跳闸的情况下，给供热用户调整一定的缓冲时间。

技术特征：

1.一种压水堆核电机组高温供热的系统，其特征在于，包括熔盐池(1)、熔盐泵(2)、低温蒸汽加热交换器(3)和压水堆核电机组蒸汽供应模块(4)；

2.根据权利要求1所述的一种压水堆核电机组高温供热的系统，其特征在于，熔盐池(1)内布置有电加热装置，能够保证熔盐池(1)内的盐处于熔融状态。

3.根据权利要求1所述的一种压水堆核电机组高温供热的系统，其特征在于，还包括电加热模块(5)、高温蒸汽加热交换器(9)和高温气冷堆核电机组蒸汽供应模块(10)，低温蒸汽加热交换器(3)的第一出口分为两股，其中一股接在电加热模块(5)的第一入口，另一股接高温蒸汽加热交换器(9)的第一入口，高温蒸汽加热交换器(9)的第二出口接在高温气冷堆核电机组蒸汽供应模块(10)的入口，高温气冷堆核电机组蒸汽供应模块(10)的出口接在高温蒸汽加热交换器(9)的第二入口。

4.根据权利要求3所述的一种压水堆核电机组高温供热的系统，其特征在于，还包括电源管理模块(6)、超级电容模块(7)和电网(8)，电源管理模块(6)从电网(8)取电同时向电加热交换器(5)供电，电网(8)用于向超级电容模块(7)充电，超级电容模块(7)向电网(8)放电，且超级电容模块(7)能够通过电源管理模块(6)向电加热模块(5)放电，电网(8)能够通过电源管理模块(6)向超级电容模块(7)充电。

5.根据权利要求4所述的一种压水堆核电机组高温供热的系统，其特征在于，还包括高温蒸汽供应模块(11)、中温蒸汽供应模块(12)和蒸汽发生器(13)，电加热模块(5)的出口和高温蒸汽加热交换器(9)的第一出口汇合后接在高温蒸汽供应模块(11)的第一入口，高温蒸汽供应模块(11)的第一出口接在中温蒸汽供应模块(12)的第一入口，中温蒸汽供应模块(12)的第一出口接在蒸汽发生器(13)的第一入口，蒸汽发生器(13)的第一出口接在熔盐池(1)的入口。

6.根据权利要求5所述的一种压水堆核电机组高温供热的系统，其特征在于，还包括给水除氧加热模块(14)、回水复用及补水模块(15)、低温蒸汽用户(16)和高温蒸汽用户(17)，给水除氧加热模块(14)的出口接在蒸汽发生器(13)的第二入口，蒸汽发生器(13)的第二出口接在中温蒸汽供应模块(12)的第二入口，中温蒸汽供应模块(12)的第二出口分为两股，第一股接在高温蒸汽供应模块(11)的第二入口，第二股接在低温蒸汽用户(16)的入口，高温蒸汽供应模块(11)的第二出口接在高温蒸汽用户(17)的入口，高温蒸汽用户(17)的出口和低温蒸汽用户(16)的出口汇合后接在回水复用及补水模块(15)的入口。

7.一种压水堆核电机组高温供热的方法，其特征在于，该方法基于权利要求6所述的一种压水堆核电机组高温供热的系统，包括：

8.根据权利要求7所述的一种压水堆核电机组高温供热的方法，其特征在于，电加热模块(5)的电加热和高温蒸汽加热交换器(9)的蒸汽加热，能够同时投用，或者投用一种。

9.根据权利要求7所述的一种压水堆核电机组高温供热的方法，其特征在于，当电网(8)电压异常升高时，电网(8)向超级电容模块(7)充电，超级电容模块(7)吸收电网电量；当电网(8)电压异常降低时，超级电容模块(7)向电网(8)放电；

技术总结本发明一种压水堆核电机组高温供热的系统和方法，该系统包括熔盐池、熔盐泵、低温蒸汽加热交换器和压水堆核电机组蒸汽供应模块；熔盐池的出口接在熔盐泵的入口，熔盐泵的出口接在低温蒸汽加热交换器的第一入口，低温蒸汽加热交换器的第二出口接在压水堆核电机组蒸汽供应模块的入口，压水堆核电机组蒸汽供应模块的出口接在低温蒸汽加热交换器的第二入口。该方法可以替代启动锅炉，实现机组启动用汽的需求；可以储存调峰电能，具有良好的经济性；可以根据用户需求，将低温蒸汽提高温度，满足用户的需求；可以实现在用户供热需求突然中断的情况下，给机组调整一定的缓冲时间；此外，可以在发电机组突然跳闸的情况下，给供热用户调整一定的缓冲时间。技术研发人员：马晓珑,马子晗,吴寿贵,薛磊,韩传高受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15