[發(fā)明專利]一種太陽能反應(yīng)堆系統(tǒng)及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010134724.0
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111312421A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇光輝;張衍;田文喜;張魁;秋穗正;陳榮華
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G21D9/00
• 分類號: G21D9/00;G21D1/02
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

1.一種太陽能反應(yīng)堆系統(tǒng)，其特征在于：包括核反應(yīng)堆系統(tǒng)和太陽能輔助加熱系統(tǒng)；所述核反應(yīng)堆系統(tǒng)包括反應(yīng)堆(1)、過熱器(2)、高壓缸(3)、汽水分離再熱器(4)、低壓缸(5)、冷凝器(6)、凝結(jié)水泵(7)、低壓加熱器(8)、除氧器(9)、給水泵(10)、高壓加熱器(11)和核能發(fā)電機(jī)(13)，所述反應(yīng)堆(1)堆芯出口通過管道與過熱器(2)的殼側(cè)蒸汽入口連通，過熱器(2)的殼側(cè)蒸汽出口與高壓缸(3)的進(jìn)汽口連通，高壓缸(3)的排汽口連通汽水分離再熱器(4)的蒸汽入口，汽水分離再熱器(4)的蒸汽出口與低壓缸(5)的進(jìn)汽口連通，汽水分離再熱器(4)的液體出口通過疏水泵(12)與除氧器(9)的一個(gè)進(jìn)水口連通，低壓缸(5)的排汽口依次連接冷凝器(6)、凝結(jié)水泵(7)和低壓加熱器(8)的入口，低壓加熱器(8)的出口與除氧器(9)的另一個(gè)進(jìn)水口連通，除氧器(9)的出口依次連接給水泵(10)和高壓加熱器(11)的入口，高壓加熱器(11)的出口與反應(yīng)堆(1)的入口連通，所述高壓缸(3)和低壓缸(5)分別與核能發(fā)電機(jī)(13)通過軸承連接；所述太陽能輔助加熱系統(tǒng)由太陽能吸收器(14)、定日鏡(15)、高溫熔鹽罐(16)、低溫熔鹽罐(17)和熔鹽泵(18)組成，所述定日鏡(15)布置在太陽能吸收器(14)的外部，太陽能吸收器(14)的出口通過熔鹽管道與高溫熔鹽罐(16)的入口連通，高溫熔鹽罐(16)的出口與過熱器(2)的管側(cè)熔鹽入口連通，過熱器(2)的管側(cè)熔鹽出口依次連接低溫熔鹽罐(17)和熔鹽泵(18)的入口，熔鹽泵(18)出口與太陽能吸收器(14)的入口連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能反應(yīng)堆系統(tǒng)，其特征在于：所述反應(yīng)堆(1)采用一體化模塊式小堆SMR，數(shù)量采用單個(gè)或多個(gè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能反應(yīng)堆系統(tǒng)，其特征在于：所述太陽能輔助加熱系統(tǒng)采用塔式太陽能儲熱系統(tǒng)，塔頂上安裝固定一個(gè)太陽能吸收器(14)，塔周圍安裝預(yù)設(shè)數(shù)量的定日鏡(15)，通過定日鏡(15)將太陽光聚集到塔頂?shù)奶柲芪掌?14)的墻體內(nèi)產(chǎn)生高溫，加熱通過太陽能吸收器(14)的熔鹽。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能反應(yīng)堆系統(tǒng)，其特征在于：在該系統(tǒng)中，反應(yīng)堆(1)保持額定滿功率運(yùn)行，太陽能輔助加熱系統(tǒng)通過過熱器(2)將吸收的太陽能熱量傳遞給反應(yīng)堆(1)產(chǎn)生的飽和蒸汽，飽和蒸汽經(jīng)過熱器(2)后成為過熱蒸汽，并進(jìn)入到高壓缸(3)膨脹做功，通過對熔鹽泵(18)流量的控制來維持過熱器(2)出口的過熱蒸汽溫度穩(wěn)定。

5.權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的一種太陽能反應(yīng)堆系統(tǒng)的工作方法，其特征在于：所述過熱器(2)是一個(gè)管殼式換熱器，低溫熔鹽罐(17)中的熔鹽經(jīng)熔鹽泵(18)驅(qū)動(dòng)進(jìn)入太陽能吸收器(14)，熔鹽被加熱后經(jīng)高溫熔鹽罐(16)后進(jìn)入過熱器(2)的管側(cè)，反應(yīng)堆(1)中產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)入過熱器(2)的殼側(cè)，被管側(cè)的高溫熔鹽加熱成為過熱蒸汽后進(jìn)入高壓缸(3)做功，管側(cè)被冷卻的熔鹽回到低溫熔鹽罐(17)；過熱蒸汽進(jìn)入高壓缸(3)中做功后進(jìn)入汽水分離再熱器(4)，分離出的液態(tài)水經(jīng)疏水泵(12)進(jìn)入除氧器(9)，剩余氣體繼續(xù)進(jìn)入低壓缸(5)中做功，低壓缸(5)中排出的低壓低溫蒸汽進(jìn)入冷凝器(6)冷凝為液態(tài)水，經(jīng)凝結(jié)水泵(7)驅(qū)動(dòng)進(jìn)入低壓加熱器(8)加熱，加熱后的液態(tài)水和汽水分離再熱器(4)中分離出的液態(tài)水一同進(jìn)入除氧器(9)除氧，再經(jīng)過給水泵(10)驅(qū)動(dòng)進(jìn)入高壓加熱器(11)中加熱到預(yù)定溫度，進(jìn)入反應(yīng)堆(1)中冷卻堆芯，同時(shí)被加熱為飽和蒸汽進(jìn)入過熱器(2)；所述高壓缸(3)和低壓缸(5)所做功用于核能發(fā)電機(jī)(13)發(fā)電。