一种核电站工业用蒸汽转换系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种核电站工业用蒸汽转换系统，其包括加热蒸汽供应管道系统、工业蒸汽供应管道系统、预热器组件、除氧器、蒸发器、过热器组件及疏水罐等设备，还包括至少两个工业水供应加压泵，利用压水堆核电站二回路蒸汽热源与工业供水的换热，获得工业用蒸汽，实现了核电站对外供应工业蒸汽的应用，拓展了核能利用的新途径。核能利用的新途径。核能利用的新途径。

【技术实现步骤摘要】
一种核电站工业用蒸汽转换系统


[0001]本技术涉及核能综合利用领域，特别是涉及一种核电站工业用蒸汽转换系统。

技术介绍

[0002]目前，众多生产制造行业仍然对高温高压蒸汽存在稳定的需求，例如炼油厂、制药厂、炼铁厂以及造纸厂等高能耗企业，都需要大量稳定的高温高压蒸汽。在以往传统的工厂建设中，通常采用的解决方式是，建设小型工厂配套热力发电厂的方式来实现高温高压蒸汽及电力的自给自足。然而，这种高能耗企业小型热电厂自给蒸汽工业系统通常使用的燃料仍然以煤炭为主，而燃煤排放物是造成大气污染、雾霾和温室效应的主要原因，这就使得小型热电厂具有设备投资大，热效率低，污染严重，碳排放量大，设备运行维护成本高的缺点。
[0003]随着我国核电机组数量的日益增加以及核能应用技术的不断发展，核能的多途径应用也已经较为成熟，目前国内外已有多个由核电机组为区域居民供热的案例，但是我国尚无核电站对外供应工业蒸汽的应用。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有技术的不足，提供一种核电站工业用蒸汽转换系统，通过利用核电站二回路蒸汽热源，以产生工业所需参数的蒸汽。
[0005]本技术提供的一种核电站工业用蒸汽转换系统，其包括加热蒸汽供应管道系统、工业蒸汽供应管道系统、预热器组件、除氧器、蒸发器、过热器组件及疏水罐等设备，还包括至少两个工业水供应加压泵；
[0006]其中预热器组件、蒸发器、过热器组件均为管壳式换热器结构；
[0007]除氧器为混合式换热器；疏水罐用于接收蒸发器管内蒸汽凝结的水；
[0008]在运行时：
[0009]A)工业供水通过一个工业水供应加压泵进入预热器组件进行加热至温度接近饱和温度；
[0010]B)接近饱和温度的工业供水从预热器组件经由除氧器的上部进入除氧器，在除氧器中被雾化并与加热蒸汽混合获得饱和水；
[0011]C)所述饱和水从除氧器的下部进入至少两个工业水供应加压泵中的另一个，被加压到高于工业蒸汽需求的压力，然后再次进入预热器组件被加热至温度接近饱和温度；
[0012]D)温度接近饱和温度的饱和水从预热器组件进入蒸发器壳体，在蒸发器的壳体中被加热蒸汽加热后转换为饱和蒸汽；
[0013]E)饱和蒸汽从蒸发器进入过热器组件，在过热器组件中被加热蒸汽加热到工业需求的过热蒸汽温度。
[0014]优选地，如果经过步骤E)后所获得的过热蒸汽温度还不能满足工业用汽的需求，
需要重复步骤E)，使过热蒸汽再次进入过热器壳体，被过热器管束内的加热蒸汽进一步加热到工业需求的过热蒸汽温度。
[0015]优选地，预热器组件包括一级预热器和二级预热器，在步骤A)和步骤C)分别进入一级预热器和二级预热器，预热器的二级设置有利于能源的分级利用，提高系统的热效率。
[0016]本技术设计的工业用蒸汽转换系统的加热蒸汽可根据工业蒸汽参数需要进行选择，对于中等温度压力(如压力为1.8MPa、温度为250℃)的工业蒸汽需求，来自用压水堆蒸发器出口主蒸汽或来自汽轮机高压缸抽汽作为加热蒸汽(如图所示的加热蒸汽1)；对于较高温度压力(如压力为5.0MPa、温度为460℃)的工业蒸汽需求，可在上面中等温度压力的工业蒸汽转换系统的基础上增加一级加热蒸汽来自更高压力和温度的高温气冷堆主蒸汽(如图所示的加热蒸汽2)的过热器。
[0017]优选地，一级预热器和二级预热器均为卧式管壳式换热器，其换热管为U型管，工业供水进入预热器的壳程，加热蒸汽的凝结疏水进入预热器的管程，换热管管内外流体的换热均为单相液体的传热机理。
[0018]一级预热器是利用加热蒸汽的凝结疏水余热，将工业供水加热到接近饱和温度，可减少除氧器加热蒸汽3的蒸汽用量，而二级预热器位于另一个工业水供应加压泵中的下游，工业供水和疏水的温度和压力都比一级预热器高，为实现热量的分级利用而专门设计。
[0019]工业用蒸汽转换系统中的除氧器用于除去工业供水中溶解的氧气等腐蚀性气体。根据本技术的除氧器使用热电厂通常所用的热力除氧法，其加热蒸汽3可来自于蒸发器或核电站二回路的适当压力的汽轮机抽汽，其工作原理是亨利定律，当液体和气体处于同一平衡状态时，在温度一定的情况下，单位体积液体内溶解的气体量与页面上该其他分压力成正比，热力除氧器是利用加热蒸汽将工业供水充分加热至饱和温度，增加液面蒸汽分压，从而降低氧气的分压，将溶解于水中的气体解析出来。除氧器的工业水入口接管连接有喷淋装置，将工业供水进行雾化，使加热蒸汽与工业供水可充分混合加热，溶解于水中的气体可充分解析出来。
[0020]根据本技术的除氧器可充分解析溶解于工业供水中的氧气，大大降低介质对工业供水/蒸汽管道及设备的腐蚀性，提高设备的使用寿命。
[0021]优选地，根据本技术的除氧器为卧式容器，在除氧器的工业水入口接管连接有专用喷淋装置，达到除氧的目的，减少高温环境下设备的氧化腐蚀，提高设备的寿命。
[0022]根据本技术的蒸发器是工业用蒸汽转换系统的核心设备，大部分热量在此设备中进行交换。优选地，蒸发器为卧式管壳式热交换器，工业供水从设备下部进入壳体，加热蒸汽进入蒸发器的管程，通过蒸发器内布置的U型换热管束实现热量交换；加热蒸汽在管束中释放热量后逐渐凝结为液体，蒸发器壳体内的工业供水吸收热量后蒸发为蒸汽，壳体设置足够大的空间容纳蒸汽。
[0023]优选地，根据本技术的蒸发器壳体内的管束上部蒸汽出口处设置专用波纹板来分离蒸汽中水分，使出口蒸汽品质更高，更有利于下级设备过热器的安全稳定运行，并减少过热器的加热蒸汽消耗量，有利于能源的分级利用，有利于提高系统的热效率。
[0024]优选地，过热器组件包括一级过热器和二级过热器，在两次进行步骤E)时，分别进入一级过热器和二级过热器，过热器的二级设置有利于能源的分级利用，提高系统的热效率。
[0025]优选地，本技术中的一级过热器和二级过热器均为卧式管壳式换热器，饱和状态的工业蒸汽从卧式管壳式换热器的壳体下部进入，被管束内的加热蒸汽加热至过热蒸汽后从卧式管壳式换热器的壳体上部排出。
[0026]本技术所设置的预热器、除氧器、蒸发器和过热器均属于换热结构，每种换热结构内部的换热机理协调一致，便于简化各级换热器设备结构的设计。
[0027]在根据本技术的工业用蒸汽转换系统中，至少两个离心加压泵中的一个用于将工业供水供给蒸汽转换系统，所述至少两个离心加压泵中的另一个用于将工业水进一步加压至工业蒸汽需要的压力，并加上适当的管道系统及设备的压力损失。
[0028]优选地，系统运行时，实时监控蒸发器和除氧器的液位、工业蒸汽温度和压力参数、以及各个管道的进出口介质的流量。
[0029]优选地，系统运行时使用的加热蒸汽是来自核电站的压水堆蒸发器出口的主蒸汽、来自汽轮机高压缸抽汽和来自高温气冷堆的主蒸汽中的一个或多个。
[0030]根据本技术的核电站工业用蒸汽转换系统，适用范围广泛，工业蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电站工业用蒸汽转换系统，其特征在于，包括加热蒸汽供应管道系统、工业蒸汽供应管道系统、预热器组件、除氧器、蒸发器、过热器组件及疏水罐，还包括至少两个工业水供应加压泵，各个部件之间通过管道连接；其中，预热器组件包括一级预热器和二级预热器；使用管道将工业供水的入口连接至工业水供应加压泵，然后再连接至一级预热器，使得工业供水能够通过被加压后再进入一级预热器进行加热；一级预热器的出口通过管道连接至除氧器入口，并且除氧器还连接至加热蒸汽入口，使得工业供水能够从预热器组件进入除氧器，在除氧器中与加热蒸汽混合；除氧器出口经由管道连接至至少两个工业水供应加压泵中的另一个，并进一步连接至二级预热器，使得工业供水离开除氧器后再次被加压并进入二级预热器被加热；蒸发器连接有二级预热器出口和加热蒸汽入口，使得离开二级预热器的工业供水能够在蒸发器的壳体中被加热蒸汽加热，蒸发器还连接有疏水罐，用于接收蒸发器管内蒸汽凝结的水；二级过热器组件还连接有蒸发器出口和加热蒸汽入口，使得工业供水离开蒸发器后在过热器组件中被加热蒸汽加热，过热器组件还连接有工业蒸汽出口，用于提供工业蒸汽。2.根据权利要求1所述的核电站工业用蒸汽转换系统，其特征在于，过热器组件包括一级过热器和二级过热器，一级过热器的出口连接至二级预热器，二级预热器还连接有加热蒸汽入口。3.根据权利要求1所述的核电站工业用蒸汽转换系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉祯，李亭，廖佰凤，陈晓娟，
申请(专利权)人：东方电气广州重型机器有限公司，
类型：新型
国别省市：