【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，尤其涉及一种具备负荷调节功能的发电系统及自适应负荷调节方法。
技术介绍
1、布雷顿循环系统是一种热力循环形式，循环工质包括空气、蒸汽以及新型超临界气体介质(如二氧化碳、氦气和氧化二氮等)。超临界二氧化碳布雷顿循环是以超临界二氧化碳作为发电工质，将工质特性、热力过程、系统设备进行科学设计与合理匹配形成的新型动力转换发电系统，具有效率高、紧凑性好、适用性广、环境友好等优点，已成为极具潜力的新型能量转换系统之一。新型超临界二氧化碳发电系统是一种小型、清洁、高效、快速响应的闭式发电系统，系统内存在多处回路反馈，临界点附近物性变化剧烈，具有强非线性特征，系统运行过程对物性变化敏感，系统行为分析和控制复杂，其系统运行方式和控制方法不同于传统水蒸气发电系统，需结合工质特点、系统构型和需求背景改进和研发新的系统循环及控制运行方法，业内对此尚无全面性和系统性的研究。因此需要根据该类循环系统特点进行设计改进并提出全工况负荷调节方法，在保证系统安全前提下，提高部分负荷下系统效率和响应速率，保证系统安全可靠经济运行。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种具备负荷调节功能的发电系统及自适应负荷调节方法，以解决现有技术中发电系统负荷调节效率不佳的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述发电系统包括发电工质依次流经的反应堆、透平、回热器、冷却器和压缩机，所述发电工质从所述压缩机的出口通过所述回热器返回所述反
3、压缩机旁路，所述压缩机旁路连接所述压缩机的出口和所述冷却器的进口，所述压缩机旁路设置有第一阀组；
4、透平旁路，所述透平旁路连接所述透平的进口和所述透平的出口，所述透平旁路设置有第二阀组；
5、所述发电系统还包括储罐；
6、所述储罐的出口与所述冷却器的进口连接形成储罐第一旁路，所述储罐第一旁路设置有第三阀组；
7、所述储罐进口与所述压缩机出口连接形成储罐第二旁路，所述储罐第二旁路设置有第四阀组。
8、可选地，所述发电系统还包括：
9、回热器第一旁路，所述回热器第一旁路连接所述压缩机的出口和所述反应堆的进口，所述回热器第一旁路设置有第五阀组；
10、回热器第二旁路，所述回热器第二旁路连接所述透平的出口和所述反应堆的进口，所述回热器第二旁路设置有第六阀组。
11、可选地，所述反应堆与所述透平之间的连接干路上设置有第七阀组。
12、可选地，所述第一阀组、所述第二阀组、所述第三阀组、所述第四阀组、所述第五阀组、所述第六阀组以及所述第七阀组均包括调节阀和截止阀。
13、可选地，所述发电系统还包括pid控制模块，所述pid控制模块与每个阀组电连接，所述pid控制模块用于根据所述透平的转速信号以及所述发电机的负荷信号、温度、压力、流量，发出相应的调节信号，以分别控制每个阀组的开度和启闭。
14、另一方面，本专利技术还提供一种自适应负荷调节方法，所述负荷调节方法应用于如前所述的具备负荷调节功能的发电系统，所述负荷调节方法包括：
15、基于目标负荷与当前负荷的差值生成调节信号；
16、根据所述调节信号对所述第一阀组至所述第七阀组进行控制，以调节所述发电系统的负荷。
17、可选地，所述根据所述调节信号对所述第一阀组至所述第七阀组进行控制，以调节所述发电系统的负荷的步骤，包括：
18、在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷90%~100%区段内，通过所述调节信号控制所述第三阀组、所述第四阀组启闭和开度，以调节所述发电系统的负荷；
19、在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷40%~90%区段内，通过所述调节信号控制所述第七阀组的开度，以调节所述发电系统的负荷；
20、在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷20%~40%区段内，通过所述调节信号控制所述第一阀组、所述第七阀组的开度，以调节所述发电系统的负荷；
21、在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷0%~20%区段内，通过所述调节信号控制所述第一阀组、所述第二阀组的开度，以调节所述发电系统的负荷。
22、可选地，所述根据所述调节信号对所述第一阀组至所述第七阀组进行控制，以调节所述发电系统的负荷的步骤之后，包括：
23、判断所述反应堆的进口温度与出口温度是否都在预设范围内；
24、若所述反应堆的进口温度与出口温度都不在预设范围内，通过所述第五阀组和第六阀组调节所述反应堆的进口温度和出口温度。
25、可选地，所述在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷0%~20%区段内，通过所述调节信号控制所述第一阀组、所述第二阀组的开度，以调节所述发电系统的负荷的步骤，包括：
26、根据所述调节信号打开所述第二阀组或增大所述第二阀组的开度；其中，所述调节信号的调节指令为降低系统工作负荷；
27、判断所述压缩机是否出现喘振；
28、若是，则打开所述第一阀组或增大所述第一阀组的开度。
29、可选地，所述在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷20%~40%区段内，通过所述调节信号控制所述第一阀组、所述第七阀组的开度，以调节所述发电系统的负荷的步骤，包括：
30、根据所述调节信号关闭所述第七阀组或减小所述第七阀组的开度；其中，所述调节信号的调节指令为降低系统工作负荷；
31、判断所述压缩机是否出现喘振；
32、若是，则打开所述第一阀组或增大所述第一阀组的开度。
33、可选地，所述在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷40%~90%区段内，通过所述调节信号控制所述第七阀组的开度，以调节所述发电系统的负荷的步骤，包括：
34、根据所述调节信号减小所述第七阀组的开度；其中，所述调节信号的调节指令为降低系统工作负荷。
35、可选地，所述在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷90%~100%区段内，通过所述调节信号控制所述第三阀组、所述第四阀组启闭和开度，以调节所述发电系统的负荷的步骤，包括：
36、根据所述调节信号关闭所述第三阀组，打开所述第四阀组或增大所述第四阀组的开度；其中，所述调节信号的调节指令为降低系统工作负荷。
37、与现有的布雷顿循环发电系统相比，本申请的发电系统至少具有以下有益效果：通过支路形式连接形成的压缩机旁路、透平旁路、在系统中增加的储罐单元以及建立储罐单元与压缩机、回热器之间的储罐旁路，结合旁路中设置的阀组，可对流经各单元的工质体量控制，从而在对发电系统调节负荷时，避免单一负荷调节手段的缺点和限制，结合不同调节手段的特点，进而提出在全工况范围内的负荷调节手段，各旁路相互配合并形成根据不同功率调节范围自适应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述发电系统包括发电工质依次流经的反应堆、透平、回热器、冷却器和压缩机，所述发电工质从所述压缩机的出口通过所述回热器返回所述反应堆以形成在所述发电系统中的循环；所述透平的输出端与发电机连接，所述压缩机、所述透平和所述发电机同轴布置；以及，
2.根据权利要求1所述的具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括：
3.根据权利要求2所述的具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述反应堆与所述透平之间的连接干路上设置有第七阀组。
4.根据权利要求3所述的具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述第一阀组、所述第二阀组、所述第三阀组、所述第四阀组、所述第五阀组、所述第六阀组以及所述第七阀组均包括调节阀和截止阀。
5.根据权利要求4所述的具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括PID控制模块，所述PID控制模块与每个阀组电连接，所述PID控制模块用于根据所述透平的转速信号以及所述发电机的负荷信号、温度、压力、流量，发出相应的调节信号，以分别控制每个阀组的开度和
6.一种自适应负荷调节方法，其特征在于，所述负荷调节方法应用于如权利要求5所述的具备负荷调节功能的发电系统，所述负荷调节方法包括：
7.根据权利要求6所述的自适应负荷调节方法，其特征在于，所述根据所述调节信号对所述第一阀组至所述第七阀组进行控制，以调节所述发电系统的负荷的步骤，包括：
8.根据权利要求7所述的自适应负荷调节方法，其特征在于，所述根据所述调节信号对所述第一阀组至所述第七阀组进行控制，以调节所述发电系统的负荷的步骤之后，包括：
9.根据权利要求7所述的自适应负荷调节方法，其特征在于，所述在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷0%~20%区段内，通过所述调节信号控制所述第一阀组、所述第二阀组的开度，以调节所述发电系统的负荷的步骤，包括：
10.根据权利要求7所述的自适应负荷调节方法，其特征在于，所述在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷20%~40%区段内，通过所述调节信号控制所述第一阀组、所述第七阀组的开度，以调节所述发电系统的负荷的步骤，包括：
11.根据权利要求7所述的自适应负荷调节方法，其特征在于，所述在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷40%~90%区段内，通过所述调节信号控制所述第七阀组的开度，以调节所述发电系统的负荷的步骤，包括：
12.根据权利要求7所述的自适应负荷调节方法，其特征在于，所述在所述当前负荷处于所述发电系统的全负荷90%~100%区段内，通过所述调节信号控制所述第三阀组、所述第四阀组启闭和开度，以调节所述发电系统的负荷的步骤，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述发电系统包括发电工质依次流经的反应堆、透平、回热器、冷却器和压缩机，所述发电工质从所述压缩机的出口通过所述回热器返回所述反应堆以形成在所述发电系统中的循环；所述透平的输出端与发电机连接，所述压缩机、所述透平和所述发电机同轴布置；以及，
2.根据权利要求1所述的具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括：
3.根据权利要求2所述的具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述反应堆与所述透平之间的连接干路上设置有第七阀组。
4.根据权利要求3所述的具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述第一阀组、所述第二阀组、所述第三阀组、所述第四阀组、所述第五阀组、所述第六阀组以及所述第七阀组均包括调节阀和截止阀。
5.根据权利要求4所述的具备负荷调节功能的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括pid控制模块，所述pid控制模块与每个阀组电连接，所述pid控制模块用于根据所述透平的转速信号以及所述发电机的负荷信号、温度、压力、流量，发出相应的调节信号，以分别控制每个阀组的开度和启闭。
6.一种自适应负荷调节方法，其特征在于，所述负荷调节方法应用于如权利要求5所述的具备负荷调节功能的发电系统，所述负荷调节方法包括：
7.根据权利要求6所述的自适应负...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀婷，黄彦平，余镇江，刘睿龙，陈尧兴，宫厚军，卓文彬，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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