本发明专利技术提供一种实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用装置系统及方法，所述核电厂热量梯级利用装置系统包括一回路模块、二回路模块、背压机、膜法海水淡化装置、热网加热装置和水热同产装置；所述二回路模块包括汽轮机高压缸；所述汽轮机高压缸分别与背压机、热网加热装置和水热同产装置相连。本发明专利技术提供的实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用装置系统采用了背压机、水热同产装置和膜法海水淡化装置，提高了核电厂的热量利用效率，减少向外界环境的热量排放，同时实现了水热同产同传；而且具有可靠性、经济性、灵活性和良好的调节性能，适合大规模推广应用。适合大规模推广应用。适合大规模推广应用。
【技术实现步骤摘要】
实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用装置系统及方法
[0001]本专利技术涉及核电厂热量利用
，尤其涉及一种实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用装置系统及方法。
技术介绍
[0002]核能具有安全、清洁、稳定、高效的特点。核电厂反应堆内核燃料裂变产生的热量释放给一回路模块的冷却剂，在蒸汽发生器内一回路冷却剂将热量传递给二回路模块的水，二回路模块的水吸收热量后变为饱和蒸汽，然后通过管道进入汽轮机发电。但是，核电厂的主蒸汽参数较低，例如第三代压水堆核电机组，蒸汽发生器出口的饱和蒸汽压力约为5.6MPa，温度约为270℃，热电转化效率仅有36％左右，大量热量被排入周围环境而被浪费。
[0003]CN112489843A公开了一种核电厂余热利用系统及核电厂余热利用方法，核电厂余热利用系统包括：与核电厂中的循环水系统连接的第一热泵；第二热泵，第二热泵与第一热泵连接形成一个中间循环回路，中间循环水从第二热泵输出并进入第一热泵，在第一热泵内与海水热交换后升温返回第二热泵内；以及汽水换热器，汽水换热器分别与第二热泵和采暖换热设备连接，形成一个供暖水循环回路；采暖换热设备输出的低温水进入第二热泵内并与中间循环水进行热交换，升温后进入汽水换热器，形成高温水返回采暖换热设备。
[0004]CN116230263A公开了一种核电站乏燃料水池余热利用系统，包括：核电汽轮机热力系统，所述核电汽轮机热力系统用于提供蒸汽，经凝汽器冷凝后形成凝结水，在所述乏燃料水池余热热交换系统换热；所述乏燃料水池余热热交换系统利用流经乏燃料水池余热热交换器的凝结水与乏燃料水池中乏燃料衰变产生的热量进行热量交换，热量将传递给凝结水，提高了凝结水温度；所述乏燃料水池冷却系统用于将乏燃料水池余热经热交换器传递给设备冷却水；所述设备冷却水回路系统将设备冷却时吸收的热量经传递给海水。其优点是：使用凝结水作为乏燃料水池主冷却水源，实现了乏燃料衰变余热利用，提高凝结水温度，降低汽轮机热力系统热耗率。
[0005]但上述系统对核电厂的余热利用效率仍较低，而且系统的可靠性和灵活性较差。
技术实现思路
[0006]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用装置系统及方法，利用背压机、热网加热器和水热同产装置来提高系统的可靠性和灵活性，同时将核电厂的热量进行梯级利用，实现供暖和海水淡化，不仅可解决清洁取暖和水资源紧缺问题，还可显著提高核电厂热效率。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用装置系统，所述核电厂热量梯级利用装置系统包括一回路模块、二回路模块、背压机、膜法海水淡化装置、热网加热装置和水热同产装置；
[0009]所述二回路模块包括汽轮机高压缸；所述汽轮机高压缸分别与背压机、热网加热
装置和水热同产装置相连。
[0010]本专利技术利用膜法海水淡化装置和水热同产装置生产和加热淡水，利用背压机发电，发电后的乏汽和二回路模块内高压缸抽汽对膜法海水淡化装置生产的淡水进行加热，实现核电厂热量的梯级利用，提高了核电厂的热量利用效率，减少向外界环境的热量排放。被加热后的淡水送至用户，实现对外同时供热和供水，解决了清洁取暖和水资源紧缺问题。本专利技术可实现热量梯级的利用，高品质的热能用于发电，低品质的热能用于加热低温淡水，提高了热量的利用率。
[0011]本专利技术所述汽轮机高压缸与背压机、热网加热装置和水热同产装置相连的管路上均分别设置有气动截止阀。如果背压机故障，可以关闭背压机回路上的气动截止阀，此时仍可以使用热网加热器对淡水进行加热，减少背压机故障对供热的影响，增加了供热系统的可靠性。
[0012]优选地，所述一回路模块包括循环连接的反应堆、蒸汽发生器和主泵。
[0013]优选地，所述二回路模块还包括与汽轮机高压缸依次连接的汽水分离再热器、汽轮机低压缸、凝汽器和给水泵。
[0014]优选地，所述给水泵与蒸汽发生器相连。
[0015]优选地，所述凝汽器经循环冷却水泵与海水输送管道相连。
[0016]优选地，所述海水输送管道上分别设置有第一截止阀和第二截止阀。
[0017]优选地，所述海水输送管道经海水提升泵分别与水热同产装置和膜法海水淡化装置相连。
[0018]优选地，所述汽轮机低压缸与发电机相连。
[0019]优选地，所述背压机与背压机发电机相连。
[0020]优选地，所述背压机还依次与背压机凝汽器、凝结水泵和凝汽器相连。
[0021]优选地，所述热网加热装置依次与凝结水泵和凝汽器相连。
[0022]优选地，所述膜法海水淡化装置依次与第一淡水泵、背压机凝汽器和热网加热装置相连。
[0023]优选地，所述核电厂热量梯级利用装置系统还包括能源分配装置、水热分离装置和跨季节储热装置。
[0024]优选地，所述能源分配装置分别与热网加热装置和水热同产装置相连。
[0025]优选地，所述能源分配装置和水热分离装置串联设置。
[0026]本专利技术从能源分配装置到水热分离装置，由之前的三根管道：供暖系统供水管道、回水管道和供淡水管道变为一根管道水热同传管道，可以节省大量的建设成本。另外，可以根据淡水的用量，投运或者停运水热同产装置，本专利技术提供的实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用装置系统具有很好的调节性能。
[0027]优选地，所述跨季节储热装置分别与能源分配装置和水热分离装置相连。
[0028]本专利技术设置了跨季节储热装置，在非供暖季用于储存热量和淡水，在供暖季释放热量，增强了核电厂负荷调节和水热同产系统的灵活性。
[0029]优选地，所述水热分离装置分别与供暖管道和供水管道相连。
[0030]第二方面，本专利技术还提供一种实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用方法，所述核电厂热量梯级利用方法采用第一方面所述的实现水热同产同传的核电厂热量梯级利
用装置系统进行；
[0031]所述核电厂热量梯级利用方法包括：
[0032]一回路模块中的核燃料裂变产生的热量传递给二回路模块，二回路模块产生的高温高压的蒸汽分别进入背压机、热网加热装置和水热同产装置，进行热量梯级利用，并实现水热同产同传。
[0033]优选地，所述核电厂热量梯级利用方法具体包括如下步骤：
[0034]一回路模块的反应堆内的核燃料裂变产生的热量传递给一回路冷却剂，一回路冷却剂吸收热量后在主泵的驱动下进入蒸汽发生器，将热量释放给二回路模块的除盐水，一回路冷却剂释放热量后返回到反应堆继续吸收热量；
[0035]蒸汽发生器壳侧的除盐水吸收一回路冷却剂的热量后，变为高温高压的饱和蒸汽，进入二回路模块的汽轮机高压缸膨胀做功，然后进入汽水分离再热器被加热后，进入汽轮机低压缸继续做功，带动发电机发电，之后进入凝汽器；在凝汽器内被海水输送管道输送的海水冷却，由气体变为液体然后在给水泵的驱动下返回一回路模块的蒸汽本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用装置系统，其特征在于，所述核电厂热量梯级利用装置系统包括一回路模块、二回路模块、背压机、膜法海水淡化装置、热网加热装置和水热同产装置；所述二回路模块包括汽轮机高压缸；所述汽轮机高压缸分别与背压机、热网加热装置和水热同产装置相连。2.根据权利要求1所述的核电厂热量梯级利用装置系统，其特征在于，所述一回路模块包括循环连接的反应堆、蒸汽发生器和主泵。3.根据权利要求1或2所述的核电厂热量梯级利用装置系统，其特征在于，所述二回路模块还包括与汽轮机高压缸依次连接的汽水分离再热器、汽轮机低压缸、凝汽器和给水泵；优选地，所述给水泵与蒸汽发生器相连；优选地，所述凝汽器经循环冷却水泵与海水输送管道相连；优选地，所述海水输送管道上分别设置有第一截止阀和第二截止阀；优选地，所述海水输送管道经海水提升泵分别与水热同产装置和膜法海水淡化装置相连；优选地，所述汽轮机低压缸与发电机相连。4.根据权利要求1～3任一项所述的核电厂热量梯级利用装置系统，其特征在于，所述背压机与背压机发电机相连；优选地，所述背压机还依次与背压机凝汽器、凝结水泵和凝汽器相连。5.根据权利要求1～4任一项所述的核电厂热量梯级利用装置系统，其特征在于，所述热网加热装置依次与凝结水泵和凝汽器相连。6.根据权利要求1～5任一项所述的核电厂热量梯级利用装置系统，其特征在于，所述膜法海水淡化装置依次与第一淡水泵、背压机凝汽器和热网加热装置相连。7.根据权利要求1～6任一项所述的核电厂热量梯级利用装置系统，其特征在于，所述核电厂热量梯级利用装置系统还包括能源分配装置、水热分离装置和跨季节储热装置；优选地，所述能源分配装置分别与热网加热装置和水热同产装置相连；优选地，所述能源分配装置和水热分离装置串联设置；优选地，所述跨季节储热装置分别与能源分配装置和水热分离装置相连；优选地，所述水热分离装置分别与供暖管道和供水管道相连。8.一种实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用方法，其特征在于，所述核电厂热量梯级利用方法采用权利要求1～7任一项所述的实现水热同产同传的核电厂热量梯级利用装置系统进行；所述核电厂热量梯级利用方法包括：一回路模块中的核燃料裂变产生的热量传递给二回路模块，二回路模块产生的高温高压的蒸汽分别进入背压机、热网加热装置和水热同产装置，进行热量梯级利用，并实现水热同产同传。9.根据权利要求8所述的核电厂热量梯...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴放，张真，王震，缪正强，
申请(专利权)人：山东核电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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