压水堆核能长输供汽系统及控制方法与流程

本发明涉及核电厂供热，具体涉及一种压水堆核能长输供汽系统及控制方法。

背景技术：

1、供热作为工业生产生活中不可或缺的能源需求，占据全国碳排放的比例较大，随着双碳战略的不断落地，供热行业的清洁生产和减排的要求将不断强化。

2、核能供热具有明显的节能环保优势，是替代化石燃料、降低碳排放的优先选择项，符合电、热、气等多能联供以实现能源梯级利用的要求，可最大限度地提高能源利用效率。

3、目前核电厂热电联产在仍处于起步阶段，如通过研发系列支撑核电厂热电联产运行的关键技术，实现热电联产运行，可大幅度提高核能综合利用能效，并减少碳及废热排放。

4、供热行业中的工业供蒸汽一直由火电厂通过蒸汽热网进行提供，核电供汽的应用目前只是在部分核电厂小规模应用，目前主流的核电厂为压水堆(ap1000、cap1000、cap1400、华龙一号等)，基于压水堆的核能供汽参数较低，尤其是温度一般不超过260度，蒸汽压力一般不超过5mpa，这样的参数如果要供应长距离(50km以上)的工业热用户，运行中极有可能出现温度下降过大、沿程疏水量增大等问题导致末端蒸汽品质不达标的现象，为了进一步提升供热距离对热网的保温、压损、寿命等性能都提出了很高的要求，相应的投资和保养的成本也较高。

5、如何进行重点再热的环节，在实际蒸汽热网加热技术中，有常用的基于蓄热结合电加热方式、有利用储热技术等，都是借助蓄热或者储热与新能源发电相结合的方式，本质上是利用经济性好的谷电储热并对蒸汽进行再热，在压水堆输送蒸汽规模增大的情况下，耗电也会极具增大，相应的投资和维护成本必然上升。

6、基于此，本申请发明人提出一种压水堆核能长输供汽系统及控制方法，以期解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中核工业长输供汽末端无法满足用户供热需求的缺陷，提供一种压水堆核能长输供汽系统及控制方法。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

3、本发明提供了一种压水堆核能长输供汽系统，其特点在于，包括：

4、核电厂压水堆，用于提供蒸汽；

5、再热机构，与所述核电厂压水堆通过蒸汽管线连接，所述再热机构用于提高所述蒸汽管线内蒸汽的参数，所述再热机构包括至少两个输出管线；

6、多级用户，每一级所述用户与一根输出管线连通，以获得不同参数的蒸汽。

7、根据本发明的一个实施例，所述再热机构为高温气冷堆，所述输出管线包括干路管线，所述干路管线一端与所述高温气冷堆连接，另一端分别与所述输出管线连接。

8、根据本发明的一个实施例，每一所述输出管线上设有混合加热机构，所述蒸汽管线包括至少两根并联的分支流道，每一所述分支流道与一所述混合加热机构相连接。

9、根据本发明的一个实施例，每一所述分支流道在所述混合加热机构的上游设有进口控制阀，所述进口控制阀用于控制所述蒸汽管线内的蒸汽流入所述混合加热机构的流量。

10、根据本发明的一个实施例，所述蒸汽管线在所述分支流道的上游设有第一参数传感器35，所述第一参数传感器35用于检测流入所述分支流道蒸汽的参数；其中，所述参数包括蒸汽压力、蒸汽温度以及蒸汽流量。

11、根据本发明的一个实施例，每一所述输出管线在所述混合加热机构的上游设有混合控制阀，所述混合控制阀用于控制经所述干路管线分支至对应的所述输出管线的蒸汽的流量。

12、根据本发明的一个实施例，所述输出管线上游设有第二参数传感器，所述第二参数传感器用于检测进入所述输出管线的蒸汽的参数。

13、根据本发明的一个实施例，每一所述输出管线在所述混合加热机构的下游设有校准参数传感器，所述校准参数传感器用于检测流出所述混合加热机构的蒸汽参数。

14、本发明还提供了一种压水堆核能长输供汽控制方法，其特点在于，采用如上所述的压水堆核能长输供汽系统实现，所述控制方法包括：

15、步骤1：接收不同输出管线上的用户的用热需求；

16、步骤2、依据所述用热需求调整蒸汽管线分配至分支流道的流量以及干路管线分配至输出管线的流量，以满足不同所述输出管线上的用户的用热需求。

17、根据本发明的一个实施例，所述步骤2包括：

18、步骤21、先获取所述蒸汽管线和所述分支流道上的蒸汽的参数信息；

19、步骤22、依据用户的用热需求，对所述蒸汽管线上的蒸汽在所述分支流道上进行分配以及对所述干路管线上的蒸汽在所述输出管线上进行分配。

20、根据本发明的一个实施例，所述步骤2还包括：

21、依据所述用热需求，判断所述蒸汽管线上的流量是否满足要求；

22、若满足要求则依据所述用热需求对流量进行分配；若不满足，则增加或者减少蒸汽管线上的流量。

23、本发明的积极进步效果在于：

24、本发明压水堆核能长输供汽系统，对核电厂压水堆中间段蒸汽利用再热机构进行再加热，由此提高加热蒸汽的压力、温度和一定的过热度，进而提高压水堆下游沿程温降的裕度，使得输送的蒸汽一直维持在过热蒸汽状态，从而保证末端蒸汽参数满足使用要求，提高了压水堆核能供汽的长输距离、热网的经济性和运行可靠性。

技术特征：

1.一种压水堆核能长输供汽系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的压水堆核能长输供汽系统，其特征在于，所述再热机构为高温气冷堆，所述输出管线包括干路管线，所述干路管线一端与所述高温气冷堆连接，另一端分别与所述输出管线连接。

3.根据权利要求2所述的压水堆核能长输供汽系统，其特征在于，每一所述输出管线上设有混合加热机构，所述蒸汽管线包括至少两根并联的分支流道，每一所述分支流道与一所述混合加热机构相连接。

4.根据权利要求3所述的压水堆核能长输供汽系统，其特征在于，每一所述分支流道在所述混合加热机构的上游设有进口控制阀，所述进口控制阀用于控制所述蒸汽管线内的蒸汽流入所述混合加热机构的流量。

5.根据权利要求3所述的压水堆核能长输供汽系统，其特征在于，所述蒸汽管线在所述分支流道的上游设有第一参数传感器，所述第一参数传感器用于检测流入所述分支流道蒸汽的参数；其中，所述参数包括蒸汽压力、蒸汽温度以及蒸汽流量。

6.根据权利要求3所述的压水堆核能长输供汽系统，其特征在于，每一所述输出管线在所述混合加热机构的上游设有混合控制阀，所述混合控制阀用于控制经所述干路管线分支至对应的所述输出管线的蒸汽的流量。

7.根据权利要求6所述的压水堆核能长输供汽系统，其特征在于，所述输出管线上游设有第二参数传感器，所述第二参数传感器用于检测进入所述输出管线的蒸汽的参数。

8.根据权利要求6所述的压水堆核能长输供汽系统，其特征在于，每一所述输出管线在所述混合加热机构的下游设有校准参数传感器，所述校准参数传感器用于检测流出所述混合加热机构的蒸汽参数。

9.一种压水堆核能长输供汽控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的压水堆核能长输供汽系统实现，所述控制方法包括：

10.根据权利要求9所述的压水堆核能长输供汽控制方法，其特征在于，所述步骤2包括：

11.根据权利要求9所述的压水堆核能长输供汽控制方法，其特征在于，所述步骤2还包括：

技术总结本发明提供一种压水堆核能长输供汽系统及方法，供汽系统包括核电厂压水堆、再热机构以及多级用户，核电厂压水堆用于提供蒸汽；再热机构与核电厂压水堆通过蒸汽管线连接，再热机构用于提高蒸汽管线内蒸汽的参数，再热机构包括至少两个输出管线；每一级用户与一根输出管线连通，以获得不同参数的蒸汽。本发明压水堆核能长输供汽系统，对核电厂压水堆中间段蒸汽利用再热机构进行再加热，由此提高加热蒸汽的压力、温度和一定的过热度，进而提高压水堆下游沿程温降的裕度，使得输送的蒸汽一直维持在过热蒸汽状态，从而保证末端蒸汽参数满足使用要求，提高了压水堆核能供汽的长输距离、热网的经济性和运行可靠性。技术研发人员：张晋,颜岩,姜旭东,顾先青,黄增宏,王晨晨,桂璐廷,武心壮,叶成,王岳,冯磊,艾明受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27