基于海水淡化技术的核电调峰系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于海水淡化技术的核电调峰系统及方法，其特征在于，其中调峰系统包括：分为并行工作的A组和B组的多个淡化厂、以及分为并行工作的A组和B组的多个制氯厂，每一组的每一淡化厂之间为并行工作；A组的淡化厂连接A组的制氯厂，组成第一组联合淡化厂；B组的淡化厂连接B组的制氯厂，组成第二组联合淡化厂；淡化厂和制氯厂由核电机组供电，每一淡化厂独立供电。调峰方法在负荷高峰期令核电机组满出力运行，两组联合淡化厂中一组退出运行生产，在非高峰期两组联合淡化厂同时投入运行。利用水电联产的方式，满足核电机组参与调峰的要求，延长核电带基荷运行时间，提高核电机组最低运行功率，进而提高核电运行的安全性与经济性。

【技术实现步骤摘要】
基于海水淡化技术的核电调峰系统及方法
本专利技术涉及核电运行控制及调峰
，尤其涉及一种基于海水淡化技术的核电调峰系统及方法。
技术介绍
现有的基于海水淡化技术的核电调峰系统一般用于在负荷低谷期利用海水淡化厂等设施作为负荷，将一部分电能用于海水淡化的生产，提高负荷低谷期的负荷容量，从而提高核电机组在负荷低谷期的最低运行功率，这一方法能够提升核电机组在参与调峰过程中的安全性与经济性。随着核电机组投入运容量的不断升高以及核电机组单机容量的不断增大，小规模的海水淡化厂对大容量核电机组参与调峰的影响能力较低并且对自然环境的影响较大。其原因在于：首先，相对于大容量核电机组，小规模海水淡化厂的用电容量较低，难以提升核电机组在负荷低谷期的最低运行功率，若直接建设大用电容量海水淡化厂，其投切将对核电机组的稳定运行造成影响；其次，现有技术对于海水淡化厂排出的废弃海水多采用直接排放的方式，而经海水淡化厂排出的废弃海水在温度及盐浓度上都远高于自然环境中的海水，不经处理直接排放将对海洋生态环境及生物种群造成严重影响；最后，现有技术大多采用蒸馏的方式，在淡化效率上较反渗透海水淡化技术低，对于北方及南方冬季等海水温度较低的情况，低温海水无法达到反渗透膜的最佳工作温度。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种基于海水淡化技术的核电调峰系统及方法，旨在解决现有基于海水淡化技术的核电调峰系统在调峰能力以及对现有条件的利用、对自然环境的影响等方面的不足。为实现上述目的，本专利技术具体采用以下技术方案：一种基于海水淡化技术的核电调峰系统，其特征在于，包括：分为并行工作的A组和B组的多个淡化厂、以及分为并行工作的A组和B组的多个制氯厂，每一组的每一淡化厂之间为并行工作；A组的淡化厂连接A组的制氯厂，组成第一组联合淡化厂；B组的淡化厂连接B组的制氯厂，组成第二组联合淡化厂；所述淡化厂和制氯厂由核电机组供电，每一所述淡化厂独立供电。优选地，所述淡化厂有12个，A组淡化厂分为六级淡化厂，B组淡化厂分为六级淡化厂。优选地，该基于海水淡化技术的核电调峰系统包括：超滤厂、换热器、淡化厂、制氯厂、混合池和冷却塔；所述超滤厂抽取自然环境下的低温海水并除去非可溶杂质，并输出废液和不含有非可溶杂质的低温海水，其中废液输送至混合池，不含有非可溶杂质的低温海水输送至换热器；所述换热器包括冷换水管和热换水管，所述热换水管的两端分别连接核电机组的蒸汽轮机和冷却塔，所述冷换水管的两端分别连接超滤厂和淡化厂；所述淡化厂输出淡水和高温浓海水，其中淡水分别输送至用户侧和冷却塔，高温浓海水输送至制氯厂；所述制氯厂生产获得的高温淡海水排入输送至混合池；所述混合池经明渠连接大海。以及根据该基于海水淡化技术的核电调峰系统的调峰方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：实时监测电力系统用电负荷并给出单位时间的周期内的负荷波动情况；步骤S2：判断当前用电负荷处于负荷波动的哪一时期，并采取相应的控制措施，其中负荷波动的时期包括：负荷上升期、负荷平稳期以及负荷下降期；若为负荷上升期则转至步骤S31，若为负荷平稳期则转至步骤S32，若为负荷下降期则转至步骤S33；步骤S3：根据负荷波动的时期，采取相应的控制措施，包括：步骤S31：若当前用电负荷处于负荷上升期，则核电机组升功率运行，并根据两组联合淡化厂最近一次的检修状况进行判断，若第一组联合淡化厂为最近一次检修过的联合淡化厂，则由第二组联合淡化厂中的每一淡化厂逐个顺次停运并进行检修，第一组联合淡化厂保持运行状态；若第二组联合淡化厂是最近一次检修过的联合淡化厂，则第一组联合淡化厂中的每一淡化厂逐级顺次停运并进行检修，第二组联合淡化厂保持运行状态；步骤S32：若当前用电负荷处于负荷平稳期，则保持核电机组及两组联合淡化厂的各机组出力不变；步骤S33：若当前用电负荷处于负荷下降期，则核电机组降功率运行，并且将处于停运检修状态的一组联合淡化厂逐级顺次投入生产；步骤S4：返回步骤S1进入下一个周期的监测。优选地，在步骤S2中判断当前用电负荷处于负荷波动的哪一时期通过以下判据：（1）在（1）式中，P代表电力系统的用电负荷，下标t代表当前监测的周期，上标ini和end分别代表该周期的起始时刻和终末时刻。本专利技术及其优选方案涉及的调峰方法在负荷高峰期令核电机组满出力运行，两组联合淡化厂中一组退出运行生产，在非高峰期两组联合淡化厂同时投入运行，并在海水温度较低时利用核电机组的蒸汽轮机的蒸汽余温对进入反渗透淡化厂的海水进行预热处理，对淡化厂排出的浓海水进行制氯去盐，排放出盐浓度和温度与自然环境相同的海水；构建的调峰系统包括核电机组、超滤海水预处理厂、由反渗透海水淡化厂与制氯厂组成的联合淡化厂、混合池、明渠等设施。利用水电联产的方式，满足核电机组参与调峰的要求，延长核电带基荷运行时间，提高核电机组最低运行功率，进而提高核电运行的安全性与经济性，副产淡水以满足电厂自身与城市用户的需求，副产氯制品满足其他工业行业需求。本专利技术及其优选方案的主要有益效果在于：首先，提供了采用两组联合淡化厂作为负荷的模式，采用A、B两组交替停运检修的方式，既保证了联合淡化厂作为负荷的容量足够大，也保证了联合淡化厂有足够的检修时间以保证调峰稳定性，并且在电气接线上对每一组中的各级淡化设备进行单独控制，逐级投切的方式可以保证联合淡化厂在作为负荷时，不会因为淡化负荷变化过大而对核电机组的运行造成影响；其次，制氯厂的加入不但可以降低废弃海水中的盐浓度，还可以副产工业氯制品，提高经济效益，混合池及明渠则用于降低废弃海水温度，二者相结合能保证最终排放的废弃海水在温度及盐浓度上与自然环境相同，达到环境友好的标准；最后，利用核电机组的蒸汽轮机的剩余蒸汽在换热器中对海水进行加热，一方面在环境温度较低时保障了反渗透膜的工作效率，一方面换热器的换热方式保证了淡化后的海水不受核辐射的污染。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：图1是本专利技术实施例方法工作流程示意图；图2是本专利技术实施例系统整体结构（水循环）示意图；图3是本专利技术实施例系统电气接线示意图；图4是本专利技术实施例核电机组日负荷跟踪效果曲线示意图；图中：1-超滤厂；2-废液排出管道；3-大海；4-明渠；5-混合池；6-换热器；7-核电机组高温高压蒸汽管道；8-核电机组的蒸汽轮机；9-剩余蒸汽排出管道；10-冷却塔；11-供给用户淡水管道；12-B组制氯厂；13-A组制氯厂；14-浓海水排出管道；15、17-淡水输送管道；16-进水控制阀；18-淡水排出管道；19~24-A组淡化厂的六级淡化分厂；25~30-B组淡化厂的六级淡化分厂；31-主变压器；32-厂用降压变压器；33-核电机组发电机；34、35、36、37、38、39、310、311-380V低压母线；312-6.6KV高压厂用母线一段；313-A组联合淡化厂用6.6KV高压母线；314-A组联合淡化厂六级工作单元；315-第一应急柴油发电机；316-6.6KV高压备用母线一段；317-6.6KV高压厂用母线二段；318-6.6KV高压厂用母线三段；319-外电网降压变压器；320-外电网连接线；321-2号机组连接线；322-B组联合淡化厂用6.6KV高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于海水淡化技术的核电调峰系统，其特征在于，包括：分为并行工作的A组和B组的多个淡化厂、以及分为并行工作的A组和B组的多个制氯厂，每一组的每一淡化厂之间为并行工作；A组的淡化厂连接A组的制氯厂，组成第一组联合淡化厂；B组的淡化厂连接B组的制氯厂，组成第二组联合淡化厂；所述淡化厂和制氯厂由核电机组供电，每一所述淡化厂独立供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于海水淡化技术的核电调峰系统，其特征在于，包括：分为并行工作的A组和B组的多个淡化厂、以及分为并行工作的A组和B组的多个制氯厂，每一组的每一淡化厂之间为并行工作；A组的淡化厂连接A组的制氯厂，组成第一组联合淡化厂；B组的淡化厂连接B组的制氯厂，组成第二组联合淡化厂；所述淡化厂和制氯厂由核电机组供电，每一所述淡化厂独立供电。2.根据权利要求1所述的基于海水淡化技术的核电调峰系统，其特征在于：所述淡化厂有12个，A组淡化厂分为六级淡化厂，B组淡化厂分为六级淡化厂。3.根据权利要求1所述的基于海水淡化技术的核电调峰系统，其特征在于，包括：超滤厂、换热器、淡化厂、制氯厂、混合池和冷却塔；所述超滤厂抽取自然环境下的低温海水并除去非可溶杂质，并输出废液和不含有非可溶杂质的低温海水，其中废液输送至混合池，不含有非可溶杂质的低温海水输送至换热器；所述换热器包括冷换水管和热换水管，所述热换水管的两端分别连接核电机组的蒸汽轮机和冷却塔，所述冷换水管的两端分别连接超滤厂和淡化厂；所述淡化厂输出淡水和高温浓海水，其中淡水分别输送至用户侧和冷却塔，高温浓海水输送至制氯厂；所述制氯厂生产获得的高温淡海水排入输送至混合池；所述混合池经明渠连接大海。4.一种根据权利要求1-3其中任一所述的基于海水淡化技术的核电调峰系统的调峰方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：实时监测电力系统用电负荷并给出单位时间的周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：林毅，林章岁，艾欣，方朝雄，潘玺安，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司经济技术研究院，华北电力大学，国网福建省电力有限公司宁德供电公司，
类型：发明
国别省市：福建,35