[發明專利]一種供熱核堆與常規能源耦合發電供熱系統及方法

有效

• 申請號: 202010813121.3
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN111997699B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 田素樂;張濤;祁金勝;鄭德升;姬鋒軍;張樂川;李琳;馬強;隋菲菲;田林
• 申請（專利權）人: 山東電力工程咨詢院有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K11/00;F01K13/00;F01K17/02;G21H3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發明公開了一種供熱核堆與常規能源耦合發電供熱系統及方法，包括：核能供熱單元和常規能源發電單元；所述核能供熱單元包括供熱核堆以及分別與供熱核堆連接的蒸汽發生裝置、凝結水換熱裝置以及熱網水換熱裝置；所述常規能源發電單元包括常規能源鍋爐、高壓缸、低壓缸、凝汽器、給水系統和熱網首站；所述凝汽器的輸出端分別連接蒸汽發生裝置和凝結水換熱裝置。本發明常規能源電廠耦合核能熱量供熱發電，充分利用核能，提高核能供熱經濟效益，發揮核能供熱與常規能源發電各自的優勢。

技術領域

本發明涉及核能供熱發電技術領域，尤其涉及一種供熱核堆與常規能源耦合發電供熱系統及方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

核能作為安全高效、清潔低碳的優質能源，核能供熱能夠滿足采暖供汽熱負荷的需要，是構建北方地區清潔取暖體系的有效途徑，可代替燃煤鍋爐，實現新舊動能轉換，同時能夠改善環境質量、提高城市品位和競爭力。

但是單獨利用供熱核堆進行供暖供熱具有一定的局限性：

(1)供熱核堆投資較高、經濟性不高。項目投資較高，收益率較低，項目投資回收期長，項目存在投資高、運行經濟性低等問題。

(2)采暖負荷頻繁波動性的特點，不利于供熱核堆的穩定安全運行。由于居民采暖熱負荷存在季節波動性和日夜波動性，采暖熱負荷的頻繁變化，要求頻繁調整供熱核堆的出力，不利于供熱核堆的安全穩定運行。

(3)供熱核堆可對外提供工業用汽，但是對工業用汽負荷的穩定性要求較高，工業用汽負荷的不確定性易引起非采暖季停堆運行問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種供熱核堆與常規能源耦合發電供熱系統及方法，常規能源電廠耦合核能熱量供熱發電，充分利用核能，提高核能供熱經濟效益，發揮核能供熱與常規能源發電各自的優勢。

為了實現上述目的，根據本發明的第一個方面，提供了一種供熱核堆與常規能源耦合發電供熱系統，包括：核能供熱單元和常規能源發電單元；所述核能供熱單元包括供熱核堆以及分別與供熱核堆連接的蒸汽發生裝置、凝結水換熱裝置以及熱網水換熱裝置；所述常規能源發電單元包括依次設置的常規能源鍋爐、高壓缸、低壓缸、凝汽器、給水系統和熱網首站；所述凝汽器的輸出端分別連接蒸汽發生裝置和凝結水換熱裝置。

根據本發明的第二個方面，提供了一種供熱核堆與常規能源耦合發電供熱方法，包括：

在非采暖季，核能供熱單元和常規能源發電單元耦合運行：

凝結水經凝結水泵升壓后輸送至核能供熱單元，一部分加熱生成高溫凝結水，一部分生成核能蒸汽；高溫凝結水經過除氧、升壓、加熱后送入常規能源鍋爐；核能蒸汽部分對外供工業蒸汽，部分送至低壓缸入口；

常規能源鍋爐產生的主蒸汽經過高壓缸做功后，排汽與核能蒸汽混合，進入低壓缸做功。

在采暖季，核能供熱單元和常規能源發電單元耦合運行：

供熱核堆熱量通過熱網水換熱裝置實現對外供熱；一部分熱量通過凝結水換熱裝置生成高溫凝結水，以供向除氧器；一部分熱量通過蒸汽發生裝置生成核能蒸汽對外供工業蒸汽，或根據供熱負荷調整向低壓缸供蒸汽量；以此來保證供熱核堆長期高效安全穩定運行。

常規能源發電單元在發電的同時，實現對外供熱調峰，機組根據調峰負荷需求采用背壓運行方式或抽凝運行方式；同時，高壓缸排汽可作為工業蒸汽的備用熱源。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明系統在非采暖季，供熱核堆在外供工業蒸汽的同時，與常規能源發電單元耦合發電，保證了核堆全年的安全、穩定、經濟、可靠運行。