一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统技术方案

本技术公开了一种基于储热式核电、空气‑蒸汽联合循环热电联供系统，包括核电站一回路单元、核电站二回路单元、电热式化学链储热单元、空气‑蒸汽发电单元和多级蒸汽单元。核电站为压水堆，一回路系统采用高压水循环构成，蒸汽发生器内部经一回路加热后，产生的饱和蒸汽自二回路系统循环进入核电汽轮机发电。电热式化学链储热罐连接低压电网，低压电网连接电加热温控器，可根据给定温度来控制储热罐的输入加热电流，自储热罐加热后的压缩空气用于空气透平发电，排出的高温空气用来加热蒸汽。本技术采用电热式化学链储热罐的高效储热解耦特性，实现了核电机组结合空气‑蒸汽热电联供，具有显著的经济效益、社会效益和工程应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及核电热电联供和储能，尤其涉及一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统。

技术介绍

1、随着储能技术日益成熟，储能技术在电力调频、削峰填谷等方面上得到飞速发展和应用。储能技术在快速调节响应方面具有巨大优势，在电网调频发展应用上拥有广阔前景。

2、随着储能技术的进步，储能调峰近年来在电厂调峰系统中扮演着越来越重要的角色。通过在热电联供系统中增加储能模块，不但可以实现热电解耦，降低控制系统维度，另一方面还可以拓宽机组的负荷调节范围，具有很高的实用价值。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统，以解决现有技术的不足。

2、本技术由如下技术方案实施：一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统，所述系统包括核电站一、二回路单元，电热式化学链储热单元，空气-蒸汽发电单元和多级蒸汽系统。所述核电站一回路系统包括核反应堆，所述核反应堆通过一回路出口连接蒸汽发生器入口，所述蒸汽发生器一回路出口连接主循环泵，所述主循环泵连接反应堆进口。所述蒸汽发生器主蒸汽出口连接汽轮机高压缸，所述汽轮机高压缸出口连接汽水分离再热器，汽水分离再热器加热侧自主进口管路抽出部分蒸汽用来加热高压缸出口蒸汽，加热蒸汽冷却后自疏水口流出。经加热后的蒸汽自抽汽三通调阀一路连接低压缸进口做功发电，另一路连接供暖首站a。所述低压缸出口连接冷凝器，所述冷凝器出口依次连接冷凝水泵，低压加热器，除氧器a，给水自除氧器a出口依次进入给水泵，高压加热器，并经给水入口回到蒸汽发生器。所述供暖首站a出口连接疏水泵，并与冷凝水泵出口处给水汇合。所述低压电网连接电热式化学链储热罐。空气经压气机进入经压缩后从出口连接电热式化学链/熔融盐储热罐进口，储热罐出口连接空气透平，高温气体经透平出口排出，所述空气透平连接余热锅炉进口并经余热锅炉出口连接气水热交换器热侧进口，最终经出口排出。余热锅炉蒸汽输出端连接抽背式汽轮机进口，一级抽汽口连接减温器a，二级抽汽口连接减温器b，三级抽汽口连接减温器c，余热锅炉出口另一路经旁通阀连接减温减压器a，减温减压器a与减温器a出汇合后，经高压阀连接高压工业供汽网，减温减压器a出口连接减温减压器b进口，减温减压器b出口与减温器b出口汇合后，经中压阀连接中压工业供汽网，减温减压器b连接减温减压器c，减温减压器c与减温器c出口汇合后，经低压阀连接低压工业供汽网。抽背汽轮机排汽出口连接辅汽阀，并经管道连接厂用辅汽联箱，供给厂用汽系统如除氧器、轴封用汽等。抽背汽轮机排汽出口还连接供暖阀，所述供暖阀连接供暖首站b，供暖首站b出口连接疏水泵，所述疏水经气水热交换器连接除氧器b疏水进口，除氧器b加热蒸汽进口也连接抽背式汽轮机出口，除氧器b出口连接变频增压泵，所述变频增压泵连接余热锅炉给水进口。

3、进一步地，所述减温减压器c出口第一股分流经启动阀和单向阀，经入口流入厂用辅汽联箱。故在核电机组运行之前，储热罐加热下一级蒸汽系统，经辅汽联箱供汽，可作为核电机组的启动锅炉。

4、进一步地，核反应堆是核电机组的热源，主要由堆芯（数万根核燃料棒）、控制棒、压力容器外壳、以及堆芯冷却系统等组成。

5、进一步地，减温减压器c出口另一分支与抽背式汽轮机排汽出口汇合，作为除氧器、厂用辅汽联箱和供暖首站的热蒸汽管路。

6、进一步地，所述电热式化学链储热罐也是多个电热式化学链储热罐并联构成。

7、进一步地，所述低压电网包括各发电机，所述发电机与电热式化学链储热罐均与低压电网相连，所述电加热温控器根据热电/化学链储热模块的储热给定控制信号和输出蒸汽实际温度反馈信号t来控制储热装置的输入加热电流，并最终通过主变压器连接外部电网。即核电机组发电、热空气发电、汽轮机发电，以及储热装置耗电均在低压电网相连，并通过变压器与高压电网连接。因此，储热装置所需电能均来自低压电网的核电机组发电。

8、本技术的优点：

9、该技术通过采用核电站热电联供系统与电热式化学链储热罐相结合的形式，实现了对整个系统的热电调峰解耦控制。蓄热时，该装置接通，由电锅炉对蓄热介质进行加热，蓄热介质发生化学反应储热（化学能+显热）；放热时，该装置进压缩空气，空气被蓄热介质加热（同时可电加热）后变为高温空气输出，进入空气透平做功。经透平排出的余热空气可用来加热下一级蒸汽系统。当电网需要机组输出较低电功率时，可保持发电机功率不变或少变，多出的电能用于该装置，加热空气、或加热蓄热介质储热；当电网需要机组输出较高功率时，为了保证供热，该装置蓄热介质放热，加热压缩空气。这样不仅可实现热电解耦，而且还可拓宽核电汽轮机组的负荷调节范围。另外，该储热装置储能密度高，并且开启启动阀后还可作为机组的启动锅炉使用。具有理论研究和工程实用意义。

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【技术保护点】

1.一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统，其特征在于，所述系统包括核电站一、二回路单元，电热式化学链储热单元，空气-蒸汽发电单元和多级蒸汽系统；

2.根据权利要求1所述的一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统，其特征在于，所述减温减压器C出口（bb）第一股分流经启动阀和单向阀，所述单向阀连接辅汽阀，所述辅汽阀连接厂用辅汽联箱的蒸汽经入口（x）。

3.根据权利要求1所述的一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统，其特征在于，所述减温减压器C出口（bb）另一分支与抽背式汽轮机排汽出口（ad）汇合，作为除氧器、厂用辅汽联箱和供暖首站的热蒸汽管路。

4.根据权利要求1所述的一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统，其特征在于，所述电热式化学链储热罐由多个电热式化学链储热罐并联构成，内设主电加热器和输出电加热器，通过电加热温控器实施温度控制。

5.根据权利要求1所述的一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统，其特征在于，所述低压电网包括第一发电机、第二发电机、第三发电机，所述第一发电机连接低压电网，所述第二发电机连接第一变压器，所述第三发电机连接第二变压器，所述低压电网通过主变压器连接外部电网。

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【技术特征摘要】

1.一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统，其特征在于，所述系统包括核电站一、二回路单元，电热式化学链储热单元，空气-蒸汽发电单元和多级蒸汽系统；

2.根据权利要求1所述的一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统，其特征在于，所述减温减压器c出口（bb）第一股分流经启动阀和单向阀，所述单向阀连接辅汽阀，所述辅汽阀连接厂用辅汽联箱的蒸汽经入口（x）。

3.根据权利要求1所述的一种基于储热式核电、空气-蒸汽联合循环热电联供系统，其特征在于，所述减温减压器c出口（bb）另一分支与抽背式汽轮机排汽出口（ad）...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪桢，陈辉，韩劲松，田延贵，徐钢，付东，唐敏，李嘉娜，王占芳，
申请(专利权)人：吉能国际能源有限公司，
类型：新型
国别省市：