[實用新型]一種反應堆布雷頓循環透平系統裝置

有效

• 申請號: 202023165215.9
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN214303960U
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 盛選禹;孔文文;陳賀;邵榮;陳軍偉;郝夢琳;楊保;柳文杰
• 申請（專利權）人: 清華大學天津高端裝備研究院;清華大學
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F01K21/00;F01K17/02;F01D15/08
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊正律

本實用新型提供了一種反應堆布雷頓循環透平系統裝置，包括布雷頓循環透平系統及其循環結構，其特征在于：循環結構包括外部容器及其內部的中冷器、回熱器、透平單元和預冷器，所述外部容器內壁中部固設透平單元，透平單元上部兩側分別管道連通至中冷器、預冷器，透平單元一側管道連通至回熱器，中冷器、回熱器、透平單元和預冷器均信號連接至控制器。本實用新型所述的一種反應堆布雷頓循環透平系統裝置設計合理，占用空間小，采用大循環模塊、小循環模塊和循環結構將一次冷卻劑的熱能轉化為電能，以確保燃氣輪機循環的高效性，并且大大提高了換熱效率。

技術領域

本實用新型屬于核熱能轉化為機械能和電能技術領域，尤其是涉及一種反應堆布雷頓循環透平系統裝置。

背景技術

反應堆是一種先進的、具有固有安全性的新型反應堆。反應堆主要在英國，德國和美國發展，始于20世紀50年代。與大容量的壓水堆核電廠相比較，反應堆發電成本有很好的競爭力，而且可以與當地廉價的煤電成本相比較，并且具有較高的發電效率，其發電效率比壓水堆核電廠高出約25％。反應堆系統簡單，具有的非能動安全特性使系統大為簡單，不必設置壓水堆核電廠中的堆芯應急冷卻系統等工程安全設施，節省了建造投資。反應堆中的透平裝置是作為冷卻劑的氣體介質直接進入透平，將核熱能轉化為機械能和電能，與蒸汽透平相比，本裝置中透平尺寸小，可與反應堆一起放在預應力混凝土安全殼內。透平整個系統簡單，熱轉換效率高。如將排出的氣體介質用于供熱，可使熱效率提高到420％以上。

發明內容

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種反應堆布雷頓循環透平系統裝置，以解決現有技術的不足。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種反應堆布雷頓循環透平系統裝置，包括布雷頓循環透平系統及其循環結構，其特征在于：循環結構包括外部容器及其內部的中冷器、回熱器、透平單元和預冷器，所述外部容器內壁中部固設透平單元，透平單元上部兩側分別管道連通至中冷器、預冷器，透平單元一側管道連通至回熱器，中冷器、回熱器、透平單元和預冷器均信號連接至控制器；

所述透平單元包括聯軸器、發電機、透平機、高壓壓縮機和低壓壓縮機，聯軸器上端連接至發電機，下端依次連接透平機、高壓壓縮機和低壓壓縮機，發電機、透平機、高壓壓縮機和低壓壓縮機均信號連接至控制器；

布雷頓循環透平系統包括大循環模塊和小循環模塊，小循環模塊由透平機和回熱器組成，大循環模塊由透平機、回熱器、預冷器、低壓壓縮機、中冷器和高壓壓縮機組成。

進一步的，所述透平機上設有若干主動電磁軸承，發電機、高壓壓縮機和低壓壓縮機上均設有轉子，低壓壓縮機轉子通過聯軸器連接至高壓壓縮機轉子，高壓壓縮機轉子通過聯軸器連接到透平機主動電磁軸承，透平機主動電磁軸承通過聯軸器連接到發電機轉子，主動電磁軸承信號連接至控制器。

進一步的，所述透平機還設有止動軸承，止動軸承位于主動電磁軸承一側，且止動軸承與高壓壓縮機轉子、發電機轉子均同軸設置。

進一步的，所述外部容器為殼體結構，外部容器下部靠近透平機一側設有一號進氣口，一號進氣口與外部反應堆相連通，且外部反應堆的熱氣通道通過一號進氣口連通至透平機的入口，外部容器上部靠近中冷器、預冷器兩側分別開設有二號進水口和三號進水口。

進一步的，所述中冷器和預冷器內部電路均采用雙線圈單元。

進一步的，所述回熱器兩端分別設有進口端和出口端，回熱器通過進口端連通至透平機，回熱器通過出口端連通至外部反應堆。

進一步的，所述控制器為PLC，控制器的型號為6ES7214-1AD23-0XB8，中冷器的型號為CA1125J，回熱器的型號為13R5BW，發電機的型號為BS9500TE-1-G,高壓壓縮機的型號為1.6-8，低壓壓縮機的型號為ONLYFONDAIR永磁變頻低壓機，預冷器的型號為LC-10N-100D。