[實用新型]一種高溫氣冷堆與低溫多效蒸餾海水淡化的耦合裝置

有效

• 申請號: 201320445891.2
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN203545714U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 徐楓;金耀明;張崗;張立剛;朱志超;杜向前;賀平;徐曉明;喬鳳笙;穆立文;劉維佳;沈建鋒;袁紅蘭;吳元玲;熊自律;李明波
• 申請（專利權）人: 江蘇中核華緯工程設計研究有限公司
• 主分類號: C02F1/16
• 分類號: C02F1/16;C02F103/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

技術領域

本實用新型屬于能源綜合利用領域，具體涉及一種將高溫氣冷堆發電后凝結水（汽）熱量提供給低溫多效蒸餾海水淡化裝置的系統。

背景技術

高溫氣冷堆采用氦氣作冷卻劑，石墨作慢化劑和結構材料，由許多微小的“包覆顆粒”核燃料彌散在石墨中組成燃料元件。堆芯出口氦氣溫度可達700-950℃。石島灣高溫氣冷堆核電站是中國擁有自主知識產權的第一座高溫氣冷堆示范電站，也是世界上第一座具有第四代核能系統安全特性模塊式高溫氣冷堆商用規模示范電站。目前該核電站設計沒有采用一回路氦氣直接發電，而是采用二回路高溫高壓蒸汽通過超高壓凝汽式汽輪機發電。二回路發電后凝結水（汽）仍然要像其它核電站一樣，使用大量海水進行冷卻以達到主給水參數要求。出于安全角度考慮，通常核電站這部分熱量只能被海水帶走而不被利用，造成極大的能源浪費。

實用新型內容

為了合理利用高溫氣冷堆二回路凝結水（汽）熱能并耦合低溫多效海水淡化裝置，本實用新型的目的在于提供一種高溫氣冷堆與低溫多效蒸餾海水淡化的耦合裝置。

本實用新型采用以下的技術方案：

一種高溫氣冷堆與低溫多效蒸餾海水淡化的耦合裝置，其特征在于是在高溫氣冷堆發電后二回路凝結水或汽管道上增加冷凝旁路；

該冷凝旁路設置換熱裝置，換熱裝置的冷卻用海水輸出管道連接至閃蒸罐，閃蒸罐頂部的生蒸汽輸出管道連接至多效蒸餾海水淡化裝置，閃蒸罐底部的換熱后熱海水輸出管道后與冷卻用海水輸送管道合并后連接至冷凝旁路的換熱裝置；閃蒸罐底部、多效蒸餾海水淡化裝置底部的濃海水輸出管道合并后排入大海。

通過調整冷凝旁路管徑控制進入旁路管道的凝結水（汽）的流量。高溫氣冷堆發電后二回路凝結水（汽）與64℃左右的冷卻用海水在冷凝旁路的換熱裝置中換熱，海水被加熱至99℃左右后進入閃蒸罐閃蒸，產生符合低溫多效蒸餾海水淡化裝置生蒸汽要求的70℃左右低壓蒸汽，閃蒸罐中熱海水經閃蒸后溫度也降至70℃左右，該熱海水經中間循環泵增壓并與海水泵補充進來的冷卻用海水混合形成約64℃海水進入換熱裝置中繼續換熱。閃蒸罐中濃海水濃度達到海水濃度約2倍后從閃蒸罐底部管道排出并與低溫多效蒸餾海水淡化裝置排出的近似濃度濃海水管道匯合，最終被排入大海或被利用。

70℃左右低壓生蒸汽進入產水比達8~10的低溫多效蒸餾海水淡化裝置可生產大量淡水。旁路中凝結水（汽）換熱后再從旁路回路回到原管與其余凝結水（汽）匯合。匯合后凝結水（汽）再進入冷凝器與大量海水換熱冷凝至主給水參數要求。

高溫氣冷堆屬于第四代先進核能系統，具有固有安全特性，即在喪失冷卻劑事故下，不采取任何應急冷卻措施，燃料元件的最高溫度不會超過其設計損壞限值，從而在技術上排除場外應急的需要。這使得利用高溫氣冷堆發電后凝結水（汽）的熱量成為可能。該系統通過旁路換熱與閃蒸裝置將高溫氣冷堆與低溫多效蒸餾海水淡化裝置耦合，提高高溫氣冷堆能源利用效率和商業價值。

附圖說明

圖1是本實用新型所采用裝置的連接關系示意圖。其中：1.高溫氣冷堆，2.蒸汽發生器，3.汽輪機，4.冷凝器，5.冷凝器，6.閃蒸罐，7.低溫多效蒸餾海水淡化裝置，8.給水泵，9.中間循環泵，10.海水泵，11.海水泵，12.海水泵，a.旁路管道入口，b.旁路管道出口。

具體實施方式

結合圖1與實施例對本專利技術進一步詳細闡述：

實施例1

圖1是本實用新型所采用裝置的連接關系示意圖，參照圖1所示，總熱功率500MW的高溫氣冷堆1中750℃氦氣與蒸汽發生器2的205℃主給水進行熱交換后冷卻至250℃回到高溫氣冷堆1，主給水加熱后形成高溫高壓主蒸汽（540℃，18MPa，716t/h）推動汽輪機3轉動發電，電功率200MW，發電后凝結水（汽）中238t/h流量直接流向冷凝器5，另478t/h流量的凝結水（汽）由旁路管道入口a進入冷凝旁路，在冷凝器4將海水加熱至99℃，熱海水進入閃蒸罐6減壓閃蒸得到119t/h的70℃生蒸汽進入后續低溫多效蒸餾海水淡化裝置7生產淡水。從閃蒸罐產生的64℃海水被中間循環泵9泵入冷凝器4中繼續被加熱到99℃，經過繼續閃蒸濃縮，直到熱海水被濃縮成濃度增加一倍的濃海水后，與低溫多效蒸餾海水淡化裝置7的濃海水匯合排出。被海水換熱后的478t/h流量凝結水（汽）通過旁路管道出口b與其余238t/h凝結水（汽）匯合后再進入冷凝器5與大量海水換熱。