核能发电系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种核能发电系统，包括第一回路系统；第二回路系统；余热回收系统，以回收核电系统中汽轮机的出口蒸汽的余热能；冷却水系统；控制系统，根据集成信号器采集的多个集成信号驱动相关设备，以将余热能转化为电能并对核电系统供电。该系统可以回收核电系统中汽轮机出口水蒸汽的余热能，将其转换为电能输出，输出的电能供核电站用电设备使用，实现核电系统中核能的综合利用，提高核能利用效率，节约能源，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
核能发电系统
本技术涉及清洁能源综合利用
，特别涉及一种核能发电系统。
技术介绍
目前，利用的电能主要来自于火力发电、核能发电。其中，核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放的热能加热一回路冷却剂，并且冷却剂在蒸汽发生中将热量传递给二回路或三回路的水，从而产生温高压的蒸汽，再由高能蒸汽驱动汽轮机转化为机械能，由机械能驱动发电机组发电，对于核能发电系统的设计，主要关注核电系统严重事故的预防和缓解，核能的利用效率较低，无法很好地实现核能的综合利用，亟待解决。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的目的在于提出一种核能发电系统，该系统可以提高核能利用效率，节约能源，降低成本。为达到上述目的，本技术提出了一种核能发电系统，包括：第一回路系统，所述第一回路系统包括依次首尾相连的压力容器、稳压器、蒸汽发生器和主泵；第二回路系统，所述第二回路系统包括依次首尾相连的所述蒸汽发生器、汽轮机、蒸发器、第一冷凝器和主给水泵，其中，第一发电机组与所述汽轮机同轴相连；余热回收系统，所述余热回收系统由有机朗肯循环和电加热器组成，其包括依次首尾相连的所述蒸发器、所述电加热器、膨胀机、第二冷凝器、储液罐和工质泵，其中，第二发电机组与所述膨胀机同轴相连，以回收核电系统中所述汽轮机的出口蒸汽的余热能；冷却水系统，所述冷却水系统包括第一冷却水泵和第二冷却水泵，所述第一冷却水泵设置于第一冷凝器的冷端进口，用于提供冷却水，所述第二冷却水泵设置于第二冷凝器的冷端进口，用于提供冷却水；控制系统，所述控制系统包括采集控制系统和与所述采集控制系统相连的第一至第七集成信号器、所述主泵、所述稳压器、所述电加热器、所述主给水泵、所述工质泵、所述第一冷却水泵和所述第二冷却水泵，其中，第一集成信号器设置于所述汽轮机的出口管路，第二集成信号器设置于所述蒸发器的热端出口管路，第三集成信号器设置于所述第一冷凝器的热端出口管路，第四集成信号器设置于所述电加热器的出口管路，第五集成信号器设置于所述膨胀机的出口管路，第六信号集成器设置于所述第二冷凝器的热端出口管路，第七信号集成器设置于所述蒸发器的冷端出口管路，所述采集控制系统用于根据集成信号器采集的多个集成信号驱动相关设备，以将所述余热能转化为电能并对所述核电系统供电。本技术的核能发电系统，利用有机朗肯循环系统回收核电系统中汽轮机出口水蒸汽的余热能，将其转换为电能输出，输出的电能供核电站用电设备使用，有机工质吸收核电系统中汽轮机出口水蒸汽的余热能，变为高温高压蒸气，蒸气驱动膨胀机旋转，进而驱动与膨胀机同轴的发电机输出电能，膨胀后的有机工质进入冷凝器被冷却为低温饱和液体，液态有机工质再次进入蒸发器吸收汽轮机出口水蒸汽的余热能，实现核电系统中核能的综合利用，提高核能利用效率，节约能源，降低成本。进一步地，所述第二回路系统还包括：止回阀，所述止回阀分别与所述蒸发器和所述第一冷凝器相连；第一阀门，所述第一阀门分别与所述汽轮机和所述止回阀相连，用于旁通所述蒸发器；第二阀门，所述第二阀门分别与所述汽轮机和所述蒸发器相连。进一步地，所述余热回收系统还包括：第三阀门，所述第三阀门分别与所述电加热器和所述膨胀机相连；第四阀门，所述第四阀门分别与所述电加热器和所述第二冷凝器相连，用于旁通所述膨胀机。进一步地，所述采集控制系统包括：采集模块，所述采集模块分别与所述第一至第七集成信号器和所述第二发电机组相连，以采集所述多个集成信号；控制模块，所述控制模块分别与所述采集模块和所述相关设备相连，其中，所述相关设备包括所述主泵的驱动电机、所述稳压器、所述电加热器、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门、所述主给水泵的驱动电机、所述工质泵的驱动电机、所述第一冷却水泵的驱动电机和所述第二冷却水泵的驱动电机相连中的一个或多个。可选地，所述余热回收系统的工作介质可以采用有机工质R245fa。可选地，集成信号包括温度信号、压力信号和流量信号中的一个或多个。本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本技术一个实施例的核能发电系统的结构示意图；图2为根据本技术一个实施例的采集控制系统的结构示意图；图3为根据本技术一个实施例的外供电余热回收系统启动程序的流程图；图4为根据本技术另一个实施例的核能发电系统的启动流程的流程图；图5为根据本技术再一个实施例的核能发电系统的停机流程的流程图；图6是本技术一个实施例的核能发电系统的控制方法地流程图。附图标记：1-压力容器、2-稳压器、3-蒸汽发生器、4-主泵、5-汽轮机、6-第一发电机组、7-蒸发器、8-第一冷凝器、9-主给水泵、10-电加热器、11-膨胀机、12-第二发电机组、13-第二冷凝器、14-储液罐、15-工质泵、16-第二冷却水泵、17-第一冷却水泵、18-采集控制系统、19-第一集成信号器、20-第二集成信号器、21-第三集成信号器、22-第四集成信号器、23-第五集成信号器、24-第六集成信号器、25-第七集成信号器、26-第一阀门、27-第二阀门、28-第三阀门、29-第四阀门和30-止回阀。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。下面参照附图描述根据本技术实施例提出的核能发电系统及其控制方法，首先将参照附图描述根据本技术实施例提出的核能发电系统。图1是本技术一个实施例的核能发电系统的结构示意图。如图1所示，该核能发电系统包括：第一回路系统、第二回路系统、余热回收系统、冷却水系统和控制系统。其中，第一回路系统包括依次首尾相连的压力容器1、稳压器2、蒸汽发生器3和主泵4。第二回路系统包括依次首尾相连的蒸汽发生器3、汽轮机5、蒸发器7、第一冷凝器8和主给水泵9，其中，第一发电机组6与汽轮机5同轴相连。余热回收系统由有机朗肯循环和电加热器10组成，其包括依次首尾相连的蒸发器7、电加热器10、膨胀机11、第二冷凝器13、储液罐14和工质泵15，其中，第二发电机组12与膨胀机11同轴相连，以回收核电系统中汽轮机5的出口蒸汽的余热能。冷却水系统包括第一冷却水泵17和第二冷却水泵16，第一冷却水泵17设置于第一冷凝器8的冷端进口，第一冷却水泵17用于提供冷却水，第二冷却水泵16设置于第二冷凝器13的冷端进口，第二冷却水泵16用于提供冷却水。控制系统包括采集控制系统18和与采集控制系统18相连的第一至第七集成信号器、主泵4、稳压器2、电加热器10、主给水泵9、工质泵15、第一冷却水泵17和第二冷却水泵16，其中，第一集成信号器19设置于汽轮机5的出口管路，第二集成信号器20设置于蒸发器7的热端出口管路，第三集成信号器21设置于第一冷凝器8的热端出口管路，第四集成信号器21设置于电加热器10的出口管路，第五集成信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核能发电系统，其特征在于，包括：第一回路系统，所述第一回路系统包括依次首尾相连的压力容器、稳压器、蒸汽发生器和主泵；第二回路系统，所述第二回路系统包括依次首尾相连的所述蒸汽发生器、汽轮机、蒸发器、第一冷凝器和主给水泵，其中，第一发电机组与所述汽轮机同轴相连；余热回收系统，所述余热回收系统由有机朗肯循环和电加热器组成，其包括依次首尾相连的所述蒸发器、所述电加热器、膨胀机、第二冷凝器、储液罐和工质泵，其中，第二发电机组与所述膨胀机同轴相连，以回收核电系统中所述汽轮机的出口蒸汽的余热能；冷却水系统，所述冷却水系统包括第一冷却水泵和第二冷却水泵，所述第一冷却水泵设置于第一冷凝器的冷端进口，用于提供冷却水，所述第二冷却水泵设置于第二冷凝器的冷端进口，用于提供冷却水；以及控制系统，所述控制系统包括采集控制系统和与所述采集控制系统相连的第一至第七集成信号器、所述主泵、所述稳压器、所述电加热器、所述主给水泵、所述工质泵、所述第一冷却水泵和所述第二冷却水泵，其中，第一集成信号器设置于所述汽轮机的出口管路，第二集成信号器设置于所述蒸发器的热端出口管路，第三集成信号器设置于所述第一冷凝器的热端出口管路，第四集成信号器设置于所述电加热器的出口管路，第五集成信号器设置于所述膨胀机的出口管路，第六信号集成器设置于所述第二冷凝器的热端出口管路，第七信号集成器设置于所述蒸发器的冷端出口管路，所述采集控制系统用于根据集成信号器采集的多个集成信号驱动相关设备，以将所述余热能转化为电能并对所述核电系统供电。...

【技术特征摘要】
1.一种核能发电系统，其特征在于，包括：第一回路系统，所述第一回路系统包括依次首尾相连的压力容器、稳压器、蒸汽发生器和主泵；第二回路系统，所述第二回路系统包括依次首尾相连的所述蒸汽发生器、汽轮机、蒸发器、第一冷凝器和主给水泵，其中，第一发电机组与所述汽轮机同轴相连；余热回收系统，所述余热回收系统由有机朗肯循环和电加热器组成，其包括依次首尾相连的所述蒸发器、所述电加热器、膨胀机、第二冷凝器、储液罐和工质泵，其中，第二发电机组与所述膨胀机同轴相连，以回收核电系统中所述汽轮机的出口蒸汽的余热能；冷却水系统，所述冷却水系统包括第一冷却水泵和第二冷却水泵，所述第一冷却水泵设置于第一冷凝器的冷端进口，用于提供冷却水，所述第二冷却水泵设置于第二冷凝器的冷端进口，用于提供冷却水；以及控制系统，所述控制系统包括采集控制系统和与所述采集控制系统相连的第一至第七集成信号器、所述主泵、所述稳压器、所述电加热器、所述主给水泵、所述工质泵、所述第一冷却水泵和所述第二冷却水泵，其中，第一集成信号器设置于所述汽轮机的出口管路，第二集成信号器设置于所述蒸发器的热端出口管路，第三集成信号器设置于所述第一冷凝器的热端出口管路，第四集成信号器设置于所述电加热器的出口管路，第五集成信号器设置于所述膨胀机的出口管路，第六信号集成器设置于所述第二冷凝器的热端出口管路，第七信号集成器设置于所述蒸发器的冷端出口管路，所述采集控制系统用于根据集成信号器采集的多个集成...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，
申请(专利权)人：国家电投集团科学技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11