[發明專利]一種風能反應堆系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202010134599.3
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111262273A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 蘇光輝;張衍;田文喜;張魁;秋穗正;陳榮華
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/00;G21D1/02;F03D9/25
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種風能反應堆系統，其特征在于：包括核反應堆系統、風能發電系統和電力調配系統；所述核反應堆系統包括反應堆(1)、高壓缸(2)、汽水分離再熱器(3)、低壓缸(4)、冷凝器(5)、凝結水泵(6)、低壓加熱器(7)、除氧器(8)、給水泵(9)、高壓加熱器(10)和核能發電機(12)，所述反應堆(1)堆芯出口通過管道與高壓缸(2)的進汽口連通，高壓缸(2)的排汽口連通汽水分離再熱器(3)的蒸汽入口，汽水分離再熱器(3)的蒸汽出口與低壓缸(4)的進汽口連通，汽水分離再熱器(3)的液體出口通過疏水泵(11)與除氧器(8)的一個進水口連通，低壓缸(4)的排汽口依次連接冷凝器(5)、凝結水泵(6)和低壓加熱器(7)的入口，低壓加熱器(7)的出口與除氧器(8)的另一個進水口連通，除氧器(8)的出口依次連接給水泵(9)和高壓加熱器(10)的入口，高壓加熱器(10)的出口與反應堆(1)的入口連通，所述高壓缸(2)和低壓缸(4)分別與核能發電機(12)通過軸承連接；所述風能發電系統包括風機(13)、增速器(14)、風力發電機(15)和控制系統(16)，所述風機(13)與增速器(14)通過軸承連接，增速器(14)與風力發電機(15)通過軸承連接，控制系統(16)與風機(13)、增速器(14)和風能發電機(15)之間均有信號通路；所述電力調配系統包括功率控制器(17)、平衡能量系統(18)、變壓器(19)和電網(20)，所述核能發電機(12)通過電力通路與功率控制器(17)的入口連接，功率控制器(17)的兩個出口分別與平衡能量系統(18)和變壓器(19)的一個入口連接，風力發電機(15)與變壓器(19)的另一個入口連接，變壓器(19)的出口與電網(20)連接。

2.根據權利要求1所述的一種風能反應堆系統，其特征在于：所述反應堆(1)采用一體化模塊式小堆SMR，數量采用單個或多個。

3.根據權利要求1所述的一種風能反應堆系統，其特征在于：所述平衡能量系統(18)為生物質儲能系統或制氫系統或海水淡化裝置。

4.根據權利要求1所述的一種風能反應堆系統，其特征在于：在該系統中，反應堆(1)保持額定滿功率運行，一部分熱量用于推動高壓缸(2)和低壓缸(4)做工，產生的電量既用于平滑風能發電的波動，也用于平衡能量系統進行生物質生產或制氫或海水淡化，提高了核電的有效利用率。

5.權利要求1至4任一項所述的一種風能反應堆系統的工作方法，其特征在于：所述反應堆(1)出口為過熱蒸汽，過熱蒸汽進入高壓缸(2)中做功后進入汽水分離再熱器(3)，分離出的液態水經疏水泵(11)進入除氧器(8)，剩余氣體繼續進入低壓缸(4)中做功，低壓缸(4)中排出的低壓低溫蒸汽進入冷凝器(5)冷凝為液態水，經凝結水泵(6)驅動進入低壓加熱器(7)加熱，加熱后的液態水和汽水分離再熱器(3)中分離出的液態水一同進入除氧器(8)除氧，再經過給水泵(9)驅動進入高壓加熱器(10)中加熱到預定溫度，回到反應堆(1)，再度被加熱為過熱蒸汽從反應堆(1)出口排出；所述高壓缸(2)和低壓缸(4)所做功用于核能發電機(12)發電；所述風機(13)由風力驅動做功，經增速器(14)增速后用于風力發電機(15)發電，控制系統(16)用于系統整體調控；所述功率控制器(17)對核能發電機(12)產生的電力進行分配，大部分用于平滑風力發電機的發電波動，與風力發電合并后經變壓器(19)變壓后進入電網(20)，另一部分余電用于平衡能量系統(18)進行生物質生產或制氫或海水淡化。