[發明專利]高溫氣冷堆蒸汽發電系統及方法

有效

• 申請號: 200910243721.4
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101714413A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 張作義;吳宗鑫;王大中;徐元輝;孫玉良;李富;董玉杰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G21D5/04
• 分類號: G21D5/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 胡小永

1.一種高溫氣冷堆蒸汽發電系統，其特征在于，所述高溫氣冷 堆蒸汽發電系統包括：首尾順次連接以形成閉合蒸汽回路的若干個并 聯連接的核蒸汽供應系統、高壓缸(21)、低壓缸(22)、凝汽器(23)、 凝結水泵(24)、低壓加熱器(25)、除氧器(26)、給水泵(27)和 高壓加熱器(28)；所述核蒸汽供應系統包括分別設置在兩個壓力容 器內的反應堆(1)和蒸汽發生器(9)，所述反應堆(1)和蒸汽發生 器(9)之間由熱氣導管(32)相連，在所述蒸汽發生器(9)的殼體 上部設置有主氦風機(10)。

2.如權利要求1所述的高溫氣冷堆蒸汽發電系統，其特征在于， 所述高溫氣冷堆蒸汽發電系統在所述高壓缸(21)和低壓缸(22)之 間依次連接蒸汽再熱器(15)和中壓缸(29)。

3.如權利要求2所述的高溫氣冷堆蒸汽發電系統，其特征在于， 所述高壓加熱器(28)的出口與所述蒸汽再熱器(15)的初步加熱段 連接，且所述蒸汽發生器(9)的入口與所述蒸汽再熱器(15)的初 步加熱段連接。

4.如權利要求1所述的高溫氣冷堆蒸汽發電系統，其特征在于， 所述高壓缸(21)的出口與蒸汽發生器(9)的再加熱部分連接。

5.如權利要求1所述的高溫氣冷堆蒸汽發電系統，其特征在于， 所述高壓缸(21)分別與再熱器(30)以及中壓缸(29)連接，所述 中壓缸(29)的出口與再熱器(30)連接，所述再熱器(30)與所述 低壓缸(22)連接。

6.如權利要求1所述的高溫氣冷堆蒸汽發電系統，其特征在于， 所述反應堆(1)具有設計為可流動的球床結構的堆芯(2)，燃料元 件(33)位于所述堆芯(2)內并可由堆芯(2)的頂部(5)流向堆 芯(2)的底部(6)。

7.如權利要求1所述的高溫氣冷堆蒸汽發電系統，其特征在于， 所述反應堆(1)具有固定布置的棱柱狀結構的堆芯(2)，燃料元件 (33)位于所述堆芯(2)內。

8.如權利要求6或7所述的高溫氣冷堆蒸汽發電系統，其特征 在于，所述燃料元件(33)采用全陶瓷型包覆顆粒燃料元件。

9.如權利要求1所述的高溫氣冷堆蒸汽發電系統，其特征在于， 所述蒸汽發生器(9)為直流式蒸汽發生器，采用螺旋管結構。

10.如權利要求1所述的高溫氣冷堆蒸汽發電系統，其特征在于， 所述熱氣導管(32)采用環狀結構，外環為用于使氦氣由蒸汽發生器 (9)流向反應堆(1)的冷氦氣流道(3)，內環為用于使氦氣由反應 堆(1)流向蒸汽發生器(9)的熱氦氣流道(4)。

11.一種高溫氣冷堆蒸汽發電方法，其特征在于，所述方法包括 步驟：

S1，利用若干個并聯連接的核蒸汽供應系統產生蒸汽；所述核蒸 汽供應系統包括分別設置在兩個壓力容器內的反應堆(1)和蒸汽發 生器(9)，所述反應堆(1)和蒸汽發生器(9)之間由熱氣導管(32) 相連，在所述蒸汽發生器(9)的殼體上部設置有主氦風機(10)。

S2，將所述蒸汽并聯后依次送入高壓缸(21)和低壓缸(22)做 功以驅動發電機(14)；S3，做完功的濕蒸汽進入凝汽器(23)放熱， 之后依次經過凝結水泵(24)、低壓加熱器(25)、除氧器(26)、給 水泵(27)和高壓加熱器(28)進入蒸汽發生器(9)，完成一個熱力 循環；

S4，重復執行步驟S1-S3。

12.如權利要求11所述的高溫氣冷堆蒸汽發電方法，其特征在 于，在步驟S2中，將蒸汽送入高壓缸(21)做功后，從所述高壓缸 (21)流出來的蒸汽進入蒸汽再熱器(15)加熱，之后先后進入中壓 缸(29)和低壓缸(22)做功。

13.如權利要求12所述的高溫氣冷堆蒸汽發電方法，其特征在 于，在步驟S3中，做完功的濕蒸汽在進入蒸汽發生器(9)之前要進 入到蒸汽再熱器(15)的初步加熱段加熱。