[實用新型]小型鈉堆的再壓縮循環(huán)緊湊式超臨界二氧化碳循環(huán)供能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920046450.2
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN209244624U
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 謝敏;張春偉;何一川;楊其國;戴博林;由岫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電氣股份有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K25/10;F01K7/32;F01K17/02;F01D15/10;F01D15/08
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

小型鈉堆的再壓縮循環(huán)緊湊式超臨界二氧化碳循環(huán)供能系統(tǒng)，屬于分布式能源技術領域。本實用新型為了解決現(xiàn)有能源島體積、重量、輔機數(shù)量龐大，不適用于小型化場景的問題。本實用新型包括用于提供熱源的第一回路、用于傳遞熱量的第二回路、用于將熱能轉換成電能的第三回路和用于供熱管網(wǎng)的第四回路，第一回路與第二回路之間通過鈉?鈉換熱器進行熱量交換，第二回路與第三回路之間通過鈉?二氧化碳換熱器進行熱量交換，第三回路上連接有低溫回熱器，第三回路與第四回路通過低溫回熱器進行熱量交換；第三回路設置有的透平、發(fā)電機與第四回路的主壓縮機同軸布置。本實用新型結構緊湊，更利于應用在空間狹小的場所，更利于實現(xiàn)集成化。

技術領域

本實用新型涉及一種利用超臨界二氧化碳循環(huán)實現(xiàn)循環(huán)供能系統(tǒng)，屬于分布式能源技術領域。

背景技術

新一代核電中鈉冷快堆是目前發(fā)展較為全面，通過實驗驗證具備可靠性的重點發(fā)展堆型。鈉冷快堆常規(guī)島目前主要采用汽-水工質，但由于蒸汽溫度較低(約480℃)，導致熱力循環(huán)效率偏低。此外，鈉-水反應會產生強腐蝕性物質氫氧化鈉，以及爆炸性氣體氫氣，為核堆安全造成影響。采用汽-水工質的常規(guī)島汽輪機體積、重量、輔機數(shù)量龐大，不利于系統(tǒng)小型化和輕量化。小型堆適用于艦船動力、移動式能源島、邊防海防等場景。通常為孤網(wǎng)運行，功率負荷有較大變化；同時對體積、重量、系統(tǒng)復雜程度有一定要求。因此，目前的小型堆效率普遍較低，有較大的提升空間。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有能源島體積、重量、輔機數(shù)量龐大，不適用于小型化場景的問題，進而提供小型鈉堆的再壓縮循環(huán)緊湊式超臨界二氧化碳循環(huán)供能系統(tǒng)。

本實用新型的技術方案：

小型鈉堆的再壓縮循環(huán)緊湊式超臨界二氧化碳循環(huán)供能系統(tǒng)，包括用于提供熱源的第一回路、用于傳遞熱量的第二回路、用于將熱能轉換成電能的第三回路和用于供熱管網(wǎng)的第四回路，第一回路和第二回路的循環(huán)工質為鈉，第三回路和第四回路的循環(huán)工質為二氧化碳，第一回路與第二回路之間通過鈉-鈉換熱器進行熱量交換，第二回路與第三回路之間通過鈉-二氧化碳換熱器進行熱量交換并實現(xiàn)供電，第三回路上連接有低溫回熱器，第三回路與第四回路通過低溫回熱器進行熱量交換并實現(xiàn)供熱；

所述的第一回路是鈉冷快堆內環(huán)供熱系統(tǒng)回路，所述的第三回路上設有透平及與透平連接的發(fā)電機，所述的第四回路上設有冷卻器和主壓縮機，鈉-二氧化碳換熱器的熱端出口與透平的入口連接，透平的出口連接低溫回熱器的熱端入口相連，低溫回熱器的冷端出口與鈉-二氧化碳換熱器的冷端入口相連，低溫回熱器的熱端出口與冷卻器的入口連通，冷卻器的出口與主壓縮機的入口相連，主壓縮機的出口與低溫回熱器的冷端入口連通，冷卻器與供熱管網(wǎng)接口建立連接；

所述的透平、發(fā)電機和主壓縮機同軸布置，透平做功用于發(fā)電機實現(xiàn)發(fā)電，透平驅動主壓縮機運轉。

優(yōu)選的：第三回路上還設有高溫回熱器，透平的出口與高溫回熱器的熱端入口連通，高溫回熱器的熱端出口與低溫回熱器的熱端入口連通，低溫回熱器的熱端出口與第四回路的入口端連通，第四回路的出口端與低溫回熱器的冷端入口連通，低溫回熱器的冷端出口與高溫回熱器的冷端入口連通，高溫回熱器的冷端出口與鈉-二氧化碳換熱器的冷端入口連通。

優(yōu)選的：所述的第四回路上并聯(lián)設置有再壓縮機，再壓縮機與透平、發(fā)電機和主壓縮機同軸布置，第四回路上還設有分流器和匯流器，所述低溫回熱器的熱端出口與分流器入口相連，經(jīng)分流器兩股分流中的一端與冷卻器相連，冷卻器出口與主壓縮機入口相連，主壓縮機出口與低溫回熱器冷端入口相連，經(jīng)分流器兩股分流中的另一端與再壓縮機入口相連，再壓縮機的出口與低溫回熱器的冷端經(jīng)過匯流器匯流后與高溫回熱器的冷端入口連通。

優(yōu)選的：所述的冷卻器與供熱管網(wǎng)接口連通實現(xiàn)供熱。

本實用新型具有以下有益效果：