[發明專利]核能發電系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201710284510.X
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN108729967A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 楊凱
• 申請（專利權）人: 國家電投集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: F01K23/10
• 分類號: F01K23/10;F01K19/00;G21D1/02;G21D3/18;F04D15/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明公開了一種核能發電系統及其控制方法，其中，系統包括第一回路系統；第二回路系統；余熱回收系統，以回收核電系統中汽輪機的出口蒸汽的余熱能；冷卻水系統；控制系統，根據集成信號器采集的多個集成信號驅動相關設備，以將余熱能轉化為電能并對核電系統供電。該系統可以回收核電系統中汽輪機出口水蒸汽的余熱能，將其轉換為電能輸出，輸出的電能供核電站用電設備使用，實現核電系統中核能的綜合利用，提高核能利用效率，節約能源，降低成本。

技術領域

本發明涉及清潔能源綜合利用技術領域，特別涉及一種核能發電系統及其控制方法。

背景技術

目前，利用的電能主要來自于火力發電、核能發電。其中，核能發電是利用核反應堆中核裂變所釋放的熱能加熱一回路冷卻劑，并且冷卻劑在蒸汽發生中將熱量傳遞給二回路或三回路的水，從而產生高溫高壓的蒸汽，再由高能蒸汽驅動汽輪機轉化為機械能，由機械能驅動發電機組發電，對于核能發電系統的設計，主要關注核電系統嚴重事故的預防和緩解，核能的利用效率較低，無法很好地實現核能的綜合利用，亟待解決。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種核能發電系統，該系統可以提高核能利用效率，節約能源，降低成本。

本發明的另一個目的在于提出一種核能發電系統的控制方法。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種核能發電系統，包括：第一回路系統，所述第一回路系統包括依次首尾相連的壓力容器、穩壓器、蒸汽發生器和主泵；第二回路系統，所述第二回路系統包括依次首尾相連的所述蒸汽發生器、汽輪機、蒸發器、第一冷凝器和主給水泵，其中，第一發電機組與所述汽輪機同軸相連；余熱回收系統，所述余熱回收系統由有機朗肯循環和電加熱器組成，其包括依次首尾相連的所述蒸發器、所述電加熱器、膨脹機、第二冷凝器、儲液罐和工質泵，其中，第二發電機組與所述膨脹機同軸相連，以回收核電系統中所述汽輪機的出口蒸汽的余熱能；冷卻水系統，所述冷卻水系統包括第一冷卻水泵和第二冷卻水泵，所述第一冷卻水泵設置于第一冷凝器的冷端進口，用于提供冷卻水，所述第二冷卻水泵設置于第二冷凝器的冷端進口，用于提供冷卻水；控制系統，所述控制系統包括采集控制系統和與所述采集控制系統相連的第一至第七集成信號器、所述主泵、所述穩壓器、所述電加熱器、所述主給水泵、所述工質泵、所述第一冷卻水泵和所述第二冷卻水泵，其中，第一集成信號器設置于所述汽輪機的出口管路，第二集成信號器設置于所述蒸發器的熱端出口管路，第三集成信號器設置于所述第一冷凝器的熱端出口管路，第四集成信號器設置于所述電加熱器的出口管路，第五集成信號器設置于所述膨脹機的出口管路，第六信號集成器設置于所述第二冷凝器的熱端出口管路，第七信號集成器設置于所述蒸發器的冷端出口管路，所述采集控制系統用于根據集成信號器采集的多個集成信號驅動相關設備，以將所述余熱能轉化為電能并對所述核電系統供電。

本發明實施例的核能發電系統，利用有機朗肯循環系統回收核電系統中汽輪機出口水蒸汽的余熱能，將其轉換為電能輸出，輸出的電能供核電站用電設備使用，有機工質吸收核電系統中汽輪機出口水蒸汽的余熱能，變為高溫高壓蒸氣，蒸氣驅動膨脹機旋轉，進而驅動與膨脹機同軸的發電機輸出電能，膨脹后的有機工質進入冷凝器被冷卻為低溫飽和液體，液態有機工質再次進入蒸發器吸收汽輪機出口水蒸汽的余熱能，實現核電系統中核能的綜合利用，提高核能利用效率，節約能源，降低成本。

另外，根據本發明上述實施例的核能發電系統還可以具有以下附加的技術特征：

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述第二回路系統還包括：止回閥，所述止回閥分別與所述蒸發器和所述第一冷凝器相連；第一閥門，所述第一閥門分別與所述汽輪機和所述止回閥相連，用于旁通所述蒸發器；第二閥門，所述第二閥門分別與所述汽輪機和所述蒸發器相連。