核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统及参数计算方法

本发明涉及核电厂综合利用领域，特别是涉及一种核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统及参数计算方法。

背景技术：

1、作为一种高效、清洁的能源形式，核能在电力行业已经得到了广泛的应用。而随着能源应用领域的不断发展，在非电领域，核能也显露出其广泛的应用前景，在制氢、供暖、高温工艺热、海水淡化等应用领域核能均具有诸多显著优势。目前，针对核电厂核能综合利用已经有了很多相关研究，核电厂供暖、核能海水淡化以及核能热化学制氢、高温电解制氢等方向的研究已较为广泛，但对于核电厂热电水氢多用途综合利用的研究内容还较为匮乏。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统及参数计算方法，可实现热电水氢联供，提高核电厂的能源利用效率。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统，包括：核电厂二回路、热网换热器、低温多效蒸馏海水淡化装置和电解制氢装置；

4、热网换热器的蒸汽入口与核电厂二回路的抽汽口连接，热网换热器的换热出口与低温多效蒸馏海水淡化装置的热源入口连接；所述核电厂二回路的抽汽口为高压缸的蒸汽出口或低压缸的蒸汽进口；

5、低温多效蒸馏海水淡化装置的冷凝水出口与核电厂二回路中冷凝器的冷凝入口连接，低温多效蒸馏海水淡化装置的淡水出口与电解制氢装置的原料入口连接，电解制氢装置的电源端与核电厂二回路中汽轮机的发电端连接；

6、核电厂二回路的排汽经热网换热器换热后流入低温多效蒸馏海水淡化装置，换热后的排汽作为热源，对低温多效蒸馏海水淡化装置内的海水进行蒸馏，制备淡水，同时换热后的排汽变为水，被排放到冷凝器中；制备的部分淡水进入电解制氢装置内，用作电解制氢装置的原料，电解制氢装置并采用汽轮机的发电作为电源，通过电解水的形式制备氢气。

7、一种高压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法，所述高压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法应用于上述的核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统，所述高压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法包括：

8、在假定核电厂的电功率保持不变的前提下，预设核电厂的电效率参考值和冷凝器的凝水量参考值；

9、根据所述电效率参考值，确定蒸汽发生器的蒸汽产量；

10、根据蒸汽发生器的蒸汽产量和冷凝器的凝水量参考值，采用热平衡的方法，计算所述核能综合利用系统中各个耗汽设备的耗汽量；所述耗汽量是指消耗卧式蒸汽发生器产生的蒸汽量；

11、根据所述核能综合利用系统中各个耗汽设备的耗汽量，确定冷凝器的凝水量计算值；

12、根据蒸汽发生器的热效率、汽轮机的电效率以及核电厂的热效率，确定核电厂的电效率计算值；

13、若凝水量计算值与凝水量参考值的差值小于等于偏差阈值，且电效率计算值与电效率参考值的差值小于等于偏差阈值，则将凝水量计算值确定为所述核能综合利用系统的凝水量，电效率计算值确定为所述核能综合利用系统的电效率；

14、若凝水量计算值与凝水量参考值的差值大于偏差阈值，或电效率计算值与电效率参考值的差值大于偏差阈值，则将凝水量计算值作为凝水量参考值，电效率计算值作为电效率参考值，返回步骤“根据所述电效率参考值，确定蒸汽发生器的蒸汽产量”。

15、一种低压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法，所述低压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法应用于上述的核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统，所述低压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法包括：

16、在假定蒸汽发生器的蒸汽产量保持不变的前提下，预设蒸汽发生器的蒸汽产量、核电厂的电功率初始值和冷凝器的凝水量初始值；

17、根据蒸汽发生器的蒸汽产量，确定给水泵的给水流量初始值；

18、根据蒸汽发生器的蒸汽产量、核电厂的电功率初始值和冷凝器的凝水量初始值，采用热平衡的方法，计算所述核能综合利用系统中各个耗汽设备的耗汽量；所述耗汽量是指消耗卧式蒸汽发生器产生的蒸汽量；

19、根据所述核能综合利用系统中各个耗汽设备的耗汽量，确定冷凝器的凝水量计算值；

20、若凝水量计算值与凝水量初始值的差值小于等于偏差阈值，则根据本轮计算得到的高压缸耗汽量以及汽水分离再热器直接从蒸汽发生器中抽取的用于加热的蒸汽量，确定给水泵的给水流量计算值；

21、若给水泵的给水流量计算值与给水流量初始值的差值小于等于偏差阈值，则将凝水量计算值确定为所述核能综合利用系统的凝水量，给水流量计算值确定为给水泵的给水流量；

22、若给水泵的给水流量计算值与给水流量初始值的差值大于偏差阈值，则重新预设核电厂的电功率初始值，并返回步骤“根据蒸汽发生器的蒸汽产量、核电厂的电功率初始值和冷凝器的凝水量初始值，采用热平衡的方法，计算所述核能综合利用系统中各个耗汽设备的耗汽量”。

23、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

24、本发明公开一种核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统及参数计算方法，在保持核电厂原有二回路布置形式基本不变的前提下，将核电厂的部分蒸汽引出，分别在热网换热器和低温多效蒸馏海水淡化装置中换热，同时在核电厂二回路中增加了电解水制氢的分系统，使得核电厂实现热电水氢联供，提高了核电厂的能源利用效率。

技术特征：

1.一种核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统，其特征在于，包括：核电厂二回路、热网换热器、低温多效蒸馏海水淡化装置和电解制氢装置；

2.根据权利要求1所述的核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统，其特征在于，所述核电厂二回路包括：卧式蒸汽发生器、高压缸、汽水分离再热器、低压缸、冷凝器、除氧器、给水泵和高低压给水加热系统；

3.一种高压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法，其特征在于，所述高压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法应用于权利要求1-2任一项所述的核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统，所述高压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法包括：

4.根据权利要求3所述的高压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法，其特征在于，根据所述电效率参考值，确定蒸汽发生器的蒸汽产量，具体包括：

5.根据权利要求4所述的高压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的高压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法，其特征在于，冷凝器的凝水量计算值g'cd的计算公式为：

7.根据权利要求6所述的高压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法，其特征在于，核电厂的电效率计算值的计算公式为：

8.一种低压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法，其特征在于，所述低压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法应用于权利要求1-2任一项所述的核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统，所述低压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法包括：

9.根据权利要求8所述的低压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法，其特征在于，第一级低压加热器的耗汽量g'les1的计算公式为：

10.根据权利要求9所述的低压缸抽汽热电水氢联供参数计算方法，其特征在于，给水泵的给水流量计算值的计算公式为：

技术总结本发明公开一种核电厂热电水氢联供的核能综合利用系统及参数计算方法，属于核电厂综合利用领域。该系统在保持核电厂原有二回路布置形式基本不变的前提下，将核电厂的部分蒸汽引出，分别在热网换热器和低温多效蒸馏海水淡化装置中换热，同时在核电厂二回路中增加了电解水制氢的分系统，使得核电厂实现热电水氢联供，提高了核电厂的能源利用效率。技术研发人员：薛若军,种皓方,郜浩旭,高辰阳,孙觊琳,夏庚磊,彭敏俊受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学技术研发日：技术公布日：2024/1/16