[發明專利]一種采用微過熱蒸汽的小型壓水堆發電系統

在審

• 申請號: 202011057795.1
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112177695A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 何欣欣;裴東升;薛志恒;陳會勇;賈晨光;楊可;王偉鋒;趙杰;趙亮;褚貴宏
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01K7/22;F01K7/40;F01K7/38;F22B33/18;F22D1/32;F22D1/50;F22G5/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種采用微過熱蒸汽的小型壓水堆發電系統，該系統包括一回路微過熱蒸汽發生系統、二回路汽輪機組發電系統和蒸汽過熱度調節系統。本發明通過在小型壓水堆一回路增加過熱器產生微過熱蒸汽，提高高壓缸排汽濕度，從而減少汽水分離再熱器級數。同時根據發電機輸出功率，調節反應堆至過熱器的熱水流量以及汽水分離器和汽水分離再熱器的疏水流量，根據運行經濟性和運行安全性綜合調節高壓缸和低壓缸的進汽濕度。本發明可以簡化小型壓水堆發電系統的結構，降低其建設和維護成本，同時提升系統的整體循環效率。

技術領域

本發明屬于核能發電技術領域，具體涉及一種采用微過熱蒸汽的小型壓水堆發電系統。

背景技術

小型壓水堆是在傳統壓水堆基礎上發展起來的新概念設計，與第三代反應堆相比，其系統相對簡單，設備布置緊湊，具有固有更高的安全性和靈活性。因此小型壓水堆特別適用于中小規模核電廠，可在主干網電力補充、中小型火電機組替代和海水淡化等諸多領域進行應用。

目前大型壓水堆機組絕大多數均采用飽和蒸汽循環，其蒸汽發生器出口新蒸汽的濕度一般在0.1％～0.4％之間，高壓缸排汽濕度可達12％～15％。高壓缸進汽濕度大會導致高壓缸內效率降低，同時需要布置多級汽水分離再熱器對高壓缸排汽濕度進行調整，避免低壓缸進汽濕度過大導致末級葉片腐蝕。

對于小型壓水堆發電系統而言，若繼續采用多級汽水分離再熱器，系統的建設和維護成本較高、占地面積較大，從而限制小型壓水堆發電系統的推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種產生微過熱蒸汽的小型壓水堆發電系統，可以簡化小型壓水堆發電系統的結構，降低其建設和維護成本，同時提升系統的整體循環效率。

本發明采用如下技術方案來實現：

一種采用微過熱蒸汽的小型壓水堆發電系統，包括一回路微過熱蒸汽發生系統、二回路汽輪機組發電系統和蒸汽過熱度調節系統；其中，所述的一回路微過熱蒸汽發生系統包括過熱器和反應堆，反應堆的出水口與過熱器的一回路進水口通過反應堆與過熱器供水調閥相連，過熱器的一回路出水口與蒸汽發生器的一回路進水口相連，蒸汽發生器的一回路出水口與主泵的進水口相連，主泵的出水口與反應堆的進水口相連，高壓加熱器的出水口與蒸汽發生器的二回路進水口相連，蒸汽發生器的二回路出水口與過熱器的二回路蒸汽入口相連，過熱器的二回路蒸汽出口與高壓缸進汽口相連；

所述的二回路汽輪機組發電系統包括高壓缸，高壓缸的抽汽口與高壓加熱器和除氧器的進汽口相連，高壓缸的排汽口與汽水分離器的蒸汽入口相連，汽水分離器的蒸汽出口與汽水分離再熱器的蒸汽入口相連，汽水分離再熱器的蒸汽出口與低壓缸的進汽口相連，低壓缸的抽汽口與低壓加熱器的進汽口相連，低壓缸的排汽口與凝汽器的進汽口相連，高壓缸、低壓缸與發電機通過轉軸相連，凝汽器、凝結水泵、低壓加熱器、除氧器、給水泵和高壓加熱器的進出水口通過水管道相連，汽水分離器的疏水口通往高壓加熱器的進汽管道，汽水分離器再熱器的疏水口通往除氧器的進汽管道；

所述的蒸汽過熱度調節系統包括控制器，控制器的邏輯進口與發電機通過第一邏輯控制線相連，控制器的第一個邏輯出口與汽水分離器疏水調閥通過第二邏輯控制線相連，控制器的第二個邏輯出口與汽水分離再熱器疏水調閥通過第三邏輯控制線相連，控制器的第三個邏輯出口與反應堆至過熱器供水調閥通過第四邏輯控制線相連。

本發明進一步的改進在于，利用蒸汽發生器產生飽和蒸汽。

本發明進一步的改進在于，利用過熱器產生微過熱蒸汽。

本發明進一步的改進在于，根據機組的運行經濟性和安全性調整供水調閥的閥門開度從而調節過熱器產生的微過熱蒸汽濕度。

本發明進一步的改進在于，汽水分離器的疏水口與汽水分離器疏水調閥相連并通往高壓加熱器的進汽管道，汽水分離器再熱器的疏水口與汽水分離器再熱器疏水調閥相連并通往除氧器的進汽管道。