核电厂供热系统的制作方法

1.本技术涉及核电供热技术领域，特别是涉及一种核电厂供热系统。


背景技术：

2.核能是当前较成熟的、用于替代一次能源的能源形式之一，利用核能进行集中供热已成为当前核能综合利用的主要方向之一。与传统热源相比，核能供热可以显著减少污染物排放，供热安全性更加有保障，在保护环境、“双碳”目标实现等方面具有积极意义。核能供热目前一般采取热电联产方式，所谓热电联产，是指从大型核电机组的汽轮机或管道中抽取部分热量，作为对外供热的热源。
3.热电联产有以发电为主、供热为辅，或以供热为主、发电为辅两种工作模式。目前核电厂用于供暖或供热的，均为以发电为主、供热为辅，尚未有成熟的、高效的以供热为主、发电为辅的核电厂供热系统存在。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对无法实现以供热为主、发电为辅的问题，提供一种核电厂供热系统。
5.本技术提供一种核电厂供热系统，其包括：
6.蒸汽发生器；
7.第一蒸汽输送管路，所述第一蒸汽输送管路的一端与所述蒸汽发生器连通，所述第一蒸汽输送管路的另一端分为第一支管路和第二支管路；
8.蒸汽转换装置，所述蒸汽转换装置与所述第一支管路连通，且用于产生蒸汽以对外供热；以及，
9.第一发电机组，所述第二支管路与所述第一发电机组连通；其中，由所述第一支管路向所述蒸汽转换装置输送的蒸汽量大于由所述第二支管路向所述第一发电机组输送的蒸汽量。
10.上述方案的核电厂供热系统工作时，蒸汽发生器产生的主蒸汽经由第一蒸汽输送管路向外部用汽设备输送，具体地，一部分蒸汽通过第一支管路输送进入蒸汽转换装置，由蒸汽转换装置产生适用品类的蒸汽后对外供热，另一部分蒸汽通过第二支管路输送进入第一发电机组，以供第一发电机组做功发电；且第一支管路向蒸汽转换装置输送的蒸汽量大于第二支管路向第一发电机组输送的蒸汽量，从而实现了核电厂供热系统以供热为主、发电为辅的工作运行模式；并且蒸汽转换装置能利用二回路蒸汽产生无核泄漏风险的三回路蒸汽供对外供热使用，也提升了核电厂供热系统的运行安全性与可靠性。
11.下面对本技术的技术方案作进一步的说明：
12.在其中一个实施例中，所述蒸汽转换装置包括预热器、加热器、蒸发器和过热器，所述过热器与所述第一支管路连通，所述蒸发器与所述过热器连通，所述加热器与所述蒸发器连通，所述预热器还与所述加热器连通。
13.在其中一个实施例中，所述蒸汽转换装置还包括除氧器和给水泵，所述除氧器与所述预热器和所述给水泵连通，所述给水泵与所述加热器连通。
14.在其中一个实施例中，所述第一发电机组包括第一汽轮机和第一发电机，所述第一汽轮机与所述第二支管路连通，所述第一发电机与所述第一汽轮机连通。
15.在其中一个实施例中，所述第一发电机组还包括第一凝汽器和第一凝结水泵，所述第一凝汽器与所述第一汽轮机连通，所述第一凝结水泵与所述第一凝汽器和所述蒸汽发生器连通，所述第一凝结水泵还与所述蒸汽转换装置连通。
16.在其中一个实施例中，所述核电厂供热系统还包括旁路阀，所述旁路阀的一端与所述第一支管路连通，所述旁路阀的另一端与所述第一凝汽器连通。
17.在其中一个实施例中，所述核电厂供热系统还包括第二蒸汽输送管路和第二发电机组，所述第二蒸汽输送管路的一端与所述蒸汽发生器连通，所述第二蒸汽输送管路的另一端与所述第二发电机组连通。
18.在其中一个实施例中，所述第二发电机组包括第二汽轮机、第二发电机、第二凝汽器和第二凝结水泵，所述第二汽轮机与所述第二蒸汽输送管路连通，所述第二发电机与所述第二汽轮机连通，所述第二凝汽器与所述第二汽轮机连通，所述第二凝结水泵与所述第二凝汽器和所述蒸汽发生器连通。
19.在其中一个实施例中，所述核电厂供热系统还包括回热系统和供热回水换热器，所述回热系统与所述蒸汽发生器和所述供热回水换热器连通，所述供热回水换热器与所述第一凝结水泵、所述第二凝结水泵以及所述蒸汽转换系统连通，所述供热回水换热器还用于接入供热回水，所述回热系统还与所述第一汽轮机连通。
20.在其中一个实施例中，所述核电厂供热系统还包括补水加热器，所述补水加热器与所述供热回水换热器以及所述蒸汽转换系统连通，所述补水加热器还用于接入供热补水。
附图说明
21.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本技术一实施例所述的核电厂供热系统的结构示意图。
24.附图标记说明：
25.10、蒸汽发生器；20、第一蒸汽输送管路；21、第一支管路；22、第二支管路；30、蒸汽转换装置；40、第一发电机组；41、第一汽轮机；42、第一发电机；43、第一凝汽器；44、第一凝结水泵；50、旁路阀；60、第二蒸汽输送管路；70、第二发电机组；71、第二汽轮机；72、第二发电机；73、第二凝汽器；74、第二凝结水泵；80、回热系统；90、供热回水换热器；90a、补水加热器。
具体实施方式
26.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
27.在本技术的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
28.此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本技术所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
32.参阅图1，为本技术一实施例展示的核电厂供热系统，其采用热电联产的方式进行工作而实现对外供热。示例性地，核电厂供热系统包括蒸汽发生器10、第一蒸汽输送管路20、蒸汽转换装置30以及第一发电机组40。
33.第一蒸汽输送管路20的一端与蒸汽发生器10连通，第一蒸汽输送管路20的另一端分为第一支管路21和第二支管路22；蒸汽转换装置30与第一支管路21连通，且用于产生蒸汽以对外供热；第二支管路22与第一发电机组40连通；其中，由第一支管路21向蒸汽转换装置30输送的蒸汽量大于由第二支管路22向第一发电机组40输送的蒸汽量。
34.可以理解的，控制第一支管路21输入蒸汽转换装置30的蒸汽量大于第二支管路22
输入第一发电机组40的蒸汽量的实现方式有多种，例如可以通过在第一支管路21和/或第二支管路22上设置蒸汽流量阀，控制蒸汽流量阀的开度来控制流通的蒸汽量，或者采用不同管径的第一支管路21和第二支管路22等技术手段，具体可根据实际需要进行灵活选择。
35.综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的核电厂供热系统工作时，蒸汽发生器10产生的主蒸汽经由第一蒸汽输送管路20向外部用汽设备输送，具体地，一部分蒸汽通过第一支管路21输送进入蒸汽转换装置30，由蒸汽转换装置30产生适用品类的蒸汽后对外供热，另一部分蒸汽通过第二支管路22输送进入第一发电机组40，以供第一发电机组40做功发电；且第一支管路21向蒸汽转换装置30输送的蒸汽量大于第二支管路22向第一发电机组40输送的蒸汽量，从而实现了核电厂供热系统以供热为主、发电为辅的工作运行模式；并且蒸汽转换装置30能利用二回路蒸汽产生无核泄漏风险的三回路蒸汽供对外供热使用，也提升了核电厂供热系统的运行安全性与可靠性。
36.在一些实施例中，蒸汽转换装置30包括预热器、加热器、蒸发器和过热器，过热器与第一支管路21连通，蒸发器与过热器连通，加热器与蒸发器连通，预热器与加热器连通。工作时，三回路的水在蒸汽转换装置30内首先经预热器加热后，送入除氧器除氧，再送入加热器作进一步加热，然后进入蒸发器被加热产生蒸汽，最后经过过热器加热后形成满足参数要求(如温度、湿度等)的三回路蒸汽而实现对外供热；蒸汽在蒸汽转换装置30内首先经过热器对产生的三回路蒸汽进行加热，被冷却后进入蒸发器将三回路的水加热成蒸汽，并自身冷凝成水，然后先后进入加热器、预热器对三回路的水加热。
37.例如，温度为45度的三回路的水在预热器中先加热到160度，送到除氧器中除氧，然后去加热器加热到320度，最后送到蒸发器里蒸发成蒸汽，在过热器进一步加热成用户侧要求的温度(如530度)，对外供热。
38.三回路加热用的能量都是来自二回路蒸汽，因此二回路蒸汽(566度)一步步被冷却，先在过热器中降温，然后在蒸发器中由蒸汽冷凝成水(330度)，在加热器中继续降温，最后在预热器中被冷却成60度水。
39.此外，除氧器实现除氧的方式就是在除氧器中送一路蒸汽进行除氧，这路蒸汽采用蒸发器中产生的蒸汽，采用的还是三回路的蒸汽，这样能避免采用二回路蒸汽产生核泄露风险。
40.需要说明的是，上述提到的温度只是举例说明以帮助理解，并非对保护范围的限定。
41.进一步地，蒸汽转换装置30还包括除氧器和给水泵，除氧器与预热器和给水泵连通，给水泵与加热器连通。当三回路水从预热器加热排出后，会先送入除氧器进行除氧，以避免氧气对后续设备造成氧化腐蚀，接着再送入给水泵，加压后送入加热器作进一步加热，之后再依次流经蒸发器和过热器，最终产生满足对外供热参数要求的三回路蒸汽。
42.请继续参阅图1，此外，在一些实施例中，第一发电机组40包括第一汽轮机41和第一发电机42，第一汽轮机41与第二支管路22连通，第一发电机42与第一汽轮机41连通。工作时，第二支管路22能将二回路主蒸汽送入第一汽轮机41来做功，然后二回路主蒸汽部分再进入第一发电机42，由第一发电机42实现对外发电，满足外部用电设备的用电需求。
43.进一步地，第一发电机组40还包括第一凝汽器43和第一凝结水泵44，第一凝汽器43与第一汽轮机41连通，第一凝结水泵44与第一凝汽器43和蒸汽发生器10连通，第一凝结
水泵44还与蒸汽转换装置30连通。做工后的二回路蒸汽从第一汽轮机41排出后进入第一凝汽器43内冷凝为凝结水，凝结水之后流入第一凝结水泵44，被第一凝结水泵44驱动送往回热系统80进行加热和除氧，以达到核岛要求的给水温度送入蒸汽发生器10。
44.请继续参阅图1，更进一步地，核电厂供热系统还包括旁路阀50，旁路阀50的一端与第一支管路21连通，旁路阀50的另一端与第一凝汽器43连通。为了满足第一汽轮机41机组启停、检修等要求，通过设置旁路阀50能将二回路主蒸汽经旁路阀50减温减压后排往第一冷凝器。
45.此外，在上述任一实施例的基础上，核电厂供热系统还包括第二蒸汽输送管路60和第二发电机组70，第二蒸汽输送管路60的一端与蒸汽发生器10连通，第二蒸汽输送管路60的另一端与第二发电机组70连通。当供热所需的蒸汽减少时，二回路主蒸汽能被调往第二发电机组70，用于热负荷的调节，使不用的富余蒸汽能在第二发电机组70内做功发电，避免造成核岛能量浪费。
46.请继续参阅图1，具体而言，第二发电机组70包括第二汽轮机71、第二发电机72、第二凝汽器73和第二凝结水泵74，第二汽轮机71与第二蒸汽输送管路60连通，第二发电机72与第二汽轮机71连通，第二凝汽器73与第二汽轮机71连通，第二凝结水泵74与第二凝汽器73和蒸汽发生器10连通。进一步地，核电厂供热系统还包括回热系统80和供热回水换热器90，回热系统80与蒸汽发生器10和供热回水换热器90连通，供热回水换热器90与第一凝结水泵44、第二凝结水泵74以及蒸汽转换系统连通，供热回水换热器90还用于接入供热回水，回热系统80还与第一汽轮机41连通。
47.当对外供热蒸汽需求量减少时，可将富余的二回路蒸汽送往第二汽轮机71做功，然后再通过第二发电机72发电而对外供电，做功后的蒸汽在第二凝汽器73内被冷凝凝结，通过第二凝结水泵74送回第一凝结水泵44后的管道，再经回热系统80加热、除氧后送往核岛的蒸汽发生器10，提高整个系统的能量利用率。为回收利用供热回水的热量，在回热系统80前设置供热回水换热器90，对第一凝结水泵44送出的冷凝水先进行加热。
48.回热系统80同时处理发电和供热用的二回路蒸汽冷凝后的给水；由于供热蒸汽大于发电蒸汽，因此回热系统80比第一发电机组40的常规回热系统大1倍以上，相对应的用于加热回热系统80来自第一汽轮机41的抽汽量也比第一发电机组40大1倍以上。
49.当包含有第一汽轮机41的第一发电机组40不可用时，包含有汽轮机的第二发电机组70也可以作为备用，吸纳原发电用蒸汽用于发电，提高机组的供电可靠性。
50.请继续参阅图1，此外，核电厂供热系统还包括补水加热器90a，补水加热器90a与供热回水换热器90以及蒸汽转换系统连通，补水加热器90a还用于接入供热补水。补水加热器90a能对供热补水进行加热。
51.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
52.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种核电厂供热系统，其特征在于，包括：蒸汽发生器；第一蒸汽输送管路，所述第一蒸汽输送管路的一端与所述蒸汽发生器连通，所述第一蒸汽输送管路的另一端分为第一支管路和第二支管路；蒸汽转换装置，所述蒸汽转换装置与所述第一支管路连通，且用于产生蒸汽以对外供热；以及，第一发电机组，所述第二支管路与所述第一发电机组连通；其中，由所述第一支管路向所述蒸汽转换装置输送的蒸汽量大于由所述第二支管路向所述第一发电机组输送的蒸汽量。2.根据权利要求1所述的核电厂供热系统，其特征在于，所述蒸汽转换装置包括预热器、加热器、蒸发器和过热器，所述过热器与所述第一支管路连通，所述蒸发器与所述过热器连通，所述加热器与所述蒸发器连通，所述预热器还与所述加热器连通。3.根据权利要求2所述的核电厂供热系统，其特征在于，所述蒸汽转换装置还包括除氧器和给水泵，所述除氧器与所述预热器和所述给水泵连通，所述给水泵与所述加热器连通。4.根据权利要求1所述的核电厂供热系统，其特征在于，所述第一发电机组包括第一汽轮机和第一发电机，所述第一汽轮机与所述第二支管路连通，所述第一发电机与所述第一汽轮机连通。5.根据权利要求4所述的核电厂供热系统，其特征在于，所述第一发电机组还包括第一凝汽器和第一凝结水泵，所述第一凝汽器与所述第一汽轮机连通，所述第一凝结水泵与所述第一凝汽器和所述蒸汽发生器连通，所述第一凝结水泵还与所述蒸汽转换装置连通。6.根据权利要求5所述的核电厂供热系统，其特征在于，所述核电厂供热系统还包括旁路阀，所述旁路阀的一端与所述第一支管路连通，所述旁路阀的另一端与所述第一凝汽器连通。7.根据权利要求5所述的核电厂供热系统，其特征在于，所述核电厂供热系统还包括第二蒸汽输送管路和第二发电机组，所述第二蒸汽输送管路的一端与所述蒸汽发生器连通，所述第二蒸汽输送管路的另一端与所述第二发电机组连通。8.根据权利要求7所述的核电厂供热系统，其特征在于，所述第二发电机组包括第二汽轮机、第二发电机、第二凝汽器和第二凝结水泵，所述第二汽轮机与所述第二蒸汽输送管路连通，所述第二发电机与所述第二汽轮机连通，所述第二凝汽器与所述第二汽轮机连通，所述第二凝结水泵与所述第二凝汽器和所述蒸汽发生器连通。9.根据权利要求8所述的核电厂供热系统，其特征在于，所述核电厂供热系统还包括回热系统和供热回水换热器，所述回热系统与所述蒸汽发生器和所述供热回水换热器连通，所述供热回水换热器与所述第一凝结水泵、所述第二凝结水泵以及所述蒸汽转换系统连通，所述供热回水换热器还用于接入供热回水，所述回热系统还与所述第一汽轮机连通。10.根据权利要求9所述的核电厂供热系统，其特征在于，所述核电厂供热系统还包括补水加热器，所述补水加热器与所述供热回水换热器以及所述蒸汽转换系统连通，所述补水加热器还用于接入供热补水。

技术总结
本申请涉及一种核电厂供热系统，包括蒸汽发生器；第一蒸汽输送管路，所述第一蒸汽输送管路的一端与所述蒸汽发生器连通，所述第一蒸汽输送管路的另一端分为第一支管路和第二支管路；蒸汽转换装置，所述蒸汽转换装置与所述第一支管路连通，且用于产生蒸汽以对外供热；以及，第一发电机组，所述第二支管路与所述第一发电机组连通；其中，由所述第一支管路向所述蒸汽转换装置输送的蒸汽量大于由所述第二支管路向所述第一发电机组输送的蒸汽量。从而实现了核电厂供热系统以供热为主、发电为辅的工作运行模式；并且蒸汽转换装置能利用二回路蒸汽产生无核泄漏风险的三回路蒸汽供对外供热使用，也提升了核电厂供热系统的运行安全性与可靠性。与可靠性。与可靠性。


技术研发人员：林燕 吴家凯 朱光涛 杨道宏 邓宏伟 黄娟
受保护的技术使用者：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/9/14