[發明專利]用于地下中子能電站的余熱采集利用系統

在審

• 申請號: 201810270228.0
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108443850A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 何滿潮;楊曉杰;喬亞飛;趙思奕;劉國釗
• 申請（專利權）人: 何滿潮
• 主分類號: F22B1/02
• 分類號: F22B1/02;F22D11/06;F24D3/00;F28D21/00;F01D15/10;G21D9/00;G21C15/18
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓嫚嫚;王春光

本發明提供一種用于地下中子能電站的余熱采集利用系統，其用于采集所述地下中子能電站運營過程中的余熱，所述余熱采集利用系統包括：主發電系統余熱采集利用回路，其具有與所述地下中子能電站的發電系統相連的第一換熱器，所述第一換熱器與第一熱阱相連，所述發電系統與所述地下中子能電站的能量產生系統相連；屏蔽結構余熱采集利用回路，其具有依次相連的換熱管、第二換熱器和第二熱阱，所述換熱管設置在所述能量產生系統的外周側。本發明能解決地下中子能電站運營過程中余熱的采集利用問題，提高能源使用效率，促進核設施的安全運行。

技術領域

本發明涉及地下能源和核電技術領域，尤其涉及一種用于地下中子能電站的余熱采集利用系統。

背景技術

地下中子能電站的能量產生系統采用高速中子轟擊鈾礦(鈾238)進而釋放出大量的能量，能量產生系統采用鉛或鉛鉍合金作為冷卻劑，可以實現能量產生系統的小型化。在正常運營過程中，能量產生系統周圍將存在大量的余熱，同時經過發電系統的蒸汽也將具有較高的能量，據初步測算，地下中子能電站只將能量產生系統釋放能量的30％轉換為電能，而其余70％的能量將以余熱的形式存在。如何導出和利用好地下中子能電站70％的余熱，對于地下中子能電站的能源高效利用和安全運行具有重大意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于地下中子能電站的余熱采集利用系統，解決地下中子能電站運營過程中產生的余熱采集利用問題，從而提高能源使用效率，促進核設施的安全運行。

本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現：

本發明提供一種用于地下中子能電站的余熱采集利用系統，其用于采集所述地下中子能電站運營過程中的余熱，所述余熱采集利用系統包括：

主發電系統余熱采集利用回路，其具有與所述地下中子能電站的發電系統相連的第一換熱器，所述第一換熱器與第一熱阱相連，所述發電系統與所述地下中子能電站的能量產生系統相連；

屏蔽結構余熱采集利用回路，其具有依次相連的換熱管、第二換熱器和第二熱阱，所述換熱管設置在所述能量產生系統的外周側。

在本發明的實施方式中，所述余熱采集利用系統還包括：堆芯余熱采集利用回路，其具有依次相連的冷卻水箱、第三換熱器和第三熱阱，所述冷卻水箱設置在所述能量產生系統的下部。

在本發明的實施方式中，所述能量產生系統放置在位于地下的防核素遷移屏障體內，所述防核素遷移屏障體具有容納腔，所述發電系統具有依次相連的蒸汽發生器、汽輪機和發電機，所述蒸汽發生器與所述能量產生系統相連，其位于所述容納腔的上部。

在本發明的實施方式中，所述換熱管包括相連接的環向換熱管和豎向換熱管，所述豎向換熱管位于所述容納腔的周側壁處，所述環向換熱管埋設在所述防核素遷移屏障體中。

在本發明的實施方式中，所述豎向換熱管具有相連接的豎向進水管和豎向出水管，所述環向換熱管具有環向進水管和環向出水管，所述環向進水管與所述豎向進水管相連，所述環向出水管與所述豎向出水管相連。

在本發明的實施方式中，所述豎向出水管靠近所述防核素遷移屏障體設置，所述豎向進水管靠近所述能量產生系統設置。

在本發明的實施方式中，所述冷卻水箱與所述第三換熱器之間通過第一管路相連，所述第三換熱器與所述第三熱阱之間通過第二管路相連，所述第一管路上設有用于控制循環水速度的第一循環泵。

在本發明的實施方式中，所述換熱管與所述第二換熱器之間通過第三管路相連，所述第二換熱器與所述第二熱阱之間通過第四管路相連，所述第三管路上設有用于控制循環水速度的第二循環泵。

在本發明的實施方式中，所述蒸汽發生器和所述汽輪機之間通過第五管路相連，所述第一換熱器連接在所述第五管路上，所述第一換熱器與所述第一熱阱之間通過第六管路相連。