本發(fā)明涉及核能綜合利用，特別是涉及一種核能供汽系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、目前核電作為非化石能源，不納入國家的能源消耗總量和強度調(diào)控，核能工業(yè)供汽具備穩(wěn)定、供應量大的特點，是大規(guī)模發(fā)展石化產(chǎn)業(yè)的必然選擇之一。當前核能工業(yè)供汽主要采用壓水堆制備低壓過熱蒸汽或壓水堆與高溫堆耦合制備中壓過熱蒸汽，然后遠距離輸送至用戶。當前核能供汽的缺點在于，用戶側(cè)負荷波動會直接影響反應堆功率或者汽輪機發(fā)電功率，影響電網(wǎng)運行安全和反應堆運行安全。

2、另一方面，隨著我國電力需求放緩，負荷峰谷差的日益增大，可再生能源發(fā)電在電力系統(tǒng)的比例不斷提高，電力系統(tǒng)調(diào)峰形勢越來越嚴峻。盡管國家在政策上支持核電基荷運行，但電力系統(tǒng)調(diào)峰的現(xiàn)實壓力已經(jīng)傳導到核電廠的實際運行中，核電占比較高的沿海地區(qū)核電機組面臨著比較迫切的調(diào)峰運行需求。

3、因此，亟需一種同時考慮經(jīng)濟性、系統(tǒng)復雜度并能夠有效實現(xiàn)核電站的調(diào)峰負荷調(diào)節(jié)和蒸汽用戶的蒸汽負荷調(diào)節(jié)的核能供汽系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種具備負荷調(diào)節(jié)功能的核能供汽系統(tǒng)，通過降低系統(tǒng)復雜度且高經(jīng)濟運行的方式，實現(xiàn)核電站的調(diào)峰負荷調(diào)節(jié)和蒸汽用戶的蒸汽負荷調(diào)節(jié)，保證電網(wǎng)運行安全和反應堆運行安全。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種核能供汽系統(tǒng)，向蒸汽用戶送入滿足蒸汽用戶蒸汽負荷需求和蒸汽參數(shù)需求的清潔蒸汽的同時滿足核電站調(diào)峰負荷需求，包括：核電站、熱源側(cè)回路、工質(zhì)側(cè)回路、蒸汽用戶和蒸汽蓄熱器；核電站與熱源側(cè)回路連接，工質(zhì)側(cè)回路分別與蒸汽用戶和蒸汽蓄熱器連接，蒸汽蓄熱器與蒸汽用戶連接，熱源側(cè)回路和工質(zhì)側(cè)回路相互獨立；

3、核電站用于根據(jù)核電站的調(diào)峰負荷需求，形成加熱蒸汽送入熱源側(cè)回路；熱源側(cè)回路用于將送入的加熱蒸汽作為熱源，加熱工質(zhì)側(cè)回路中的清潔工質(zhì)后形成凝結(jié)水送入核電站二回路；工質(zhì)側(cè)回路用于將工質(zhì)側(cè)回路中的清潔工質(zhì)加熱形成滿足蒸汽用戶蒸汽參數(shù)需求的清潔蒸汽；

4、在工質(zhì)側(cè)回路形成的清潔蒸汽不低于蒸汽用戶蒸汽負荷需求時，工質(zhì)側(cè)回路將滿足蒸汽用戶蒸汽負荷需求的清潔蒸汽送入蒸汽用戶，將超出蒸汽用戶蒸汽負荷需求的清潔蒸汽送入蒸汽蓄熱器存儲；

5、在工質(zhì)側(cè)回路形成的清潔蒸汽低于蒸汽用戶蒸汽負荷需求時，工質(zhì)側(cè)回路將形成的清潔蒸汽送入蒸汽用戶，蒸汽蓄熱器結(jié)合工質(zhì)側(cè)回路形成低于蒸汽用戶蒸汽負荷需求的清潔蒸汽送入蒸汽用戶。

6、進一步地，核能供汽系統(tǒng)，包括：過熱器、蒸汽發(fā)生器、疏水箱、二級預熱器和一級預熱器；過熱器、蒸汽發(fā)生器、二級預熱器和一級預熱器內(nèi)部均設有相互隔離的管側(cè)路徑和殼側(cè)路徑；依次連接的過熱器的殼側(cè)路徑、蒸汽發(fā)生器的殼側(cè)路徑、二級預熱器的殼側(cè)路徑和一級預熱器的殼側(cè)路徑，形成工質(zhì)側(cè)回路。

7、作為其中一種可實現(xiàn)的方式，熱源側(cè)回路為第一熱源測回路，核電站為壓水堆核電站，蒸汽用戶為低壓蒸汽用戶；依次連接的過熱器的管側(cè)路徑、蒸汽發(fā)生器的管側(cè)路徑、疏水箱、二級預熱器的管側(cè)路徑和一級預熱器的管側(cè)路徑，形成第一熱源側(cè)回路；過熱器的殼側(cè)路徑分別與低壓蒸汽用戶和蒸汽蓄熱器連接，蒸汽蓄熱器與低壓蒸汽用戶連接。

8、進一步地，工質(zhì)側(cè)回路，還包括：除氧器和二級給水泵；除氧器在一級預熱器和二級預熱器之間，二級給水泵在除氧器和二級預熱器之間。

9、進一步地，工質(zhì)側(cè)回路，還包括：除鹽水箱和一級給水泵；除鹽水箱通過一級給水泵與一級預熱器的殼側(cè)路徑連接。

10、作為其中一種可實現(xiàn)的方式，熱源側(cè)回路為第二熱源測回路和第三熱源測回路耦合，核電站為壓水堆核電站和高溫堆核電站耦合，蒸汽用戶包括中壓蒸汽用戶，壓水堆核電站與第二熱源測回路連接，高溫堆核電站與第三熱源側(cè)回路連接；依次連接的蒸汽發(fā)生器的管側(cè)路徑、疏水箱、二級預熱器的管側(cè)路徑和一級預熱器的管側(cè)路徑，形成第二熱源側(cè)回路；過熱器的管側(cè)路徑為第三熱源側(cè)回路；蒸汽發(fā)生器的殼側(cè)路徑分別與蒸汽蓄熱器和過熱器的殼側(cè)路徑連接；過熱器的殼側(cè)路徑分別與中壓蒸汽用戶和蒸汽蓄熱器連接。

11、進一步地，工質(zhì)側(cè)回路，還包括：電加熱器；電加熱器分別與蒸汽蓄熱器和中壓蒸汽用戶連接。

12、進一步地，蒸汽用戶還包括低壓蒸汽用戶；工質(zhì)側(cè)回路，還包括：混合罐；蒸汽發(fā)生器的殼側(cè)路徑、蒸汽蓄熱器、過熱器的殼側(cè)路徑和低壓蒸汽用戶還與混合罐連接。

13、進一步地，蒸汽蓄熱器為蓄汽裝置或儲熱裝置，根據(jù)調(diào)節(jié)的蒸汽用戶的蒸汽負荷和核電站的調(diào)峰負荷選擇。

14、為了解決上述問題，本發(fā)明還提供一種核能供汽方法，適用于根據(jù)上述任一核能供汽系統(tǒng)向蒸汽用戶送入滿足蒸汽用戶蒸汽負荷需求和蒸汽參數(shù)需求的清潔蒸汽的同時滿足核電站調(diào)峰負荷需求，包括如下步驟：

15、核電站根據(jù)核電站的調(diào)峰負荷需求，形成加熱蒸汽送入熱源側(cè)回路；熱源側(cè)回路將送入的加熱蒸汽作為熱源加熱工質(zhì)側(cè)回路中的清潔工質(zhì)后形成凝結(jié)水送入核電站二回路；工質(zhì)側(cè)回路將工質(zhì)側(cè)回路中的清潔工質(zhì)加熱形成滿足蒸汽用戶蒸汽參數(shù)需求的清潔蒸汽；

16、在工質(zhì)側(cè)回路形成的清潔蒸汽不低于蒸汽用戶蒸汽負荷需求時，工質(zhì)側(cè)回路將滿足蒸汽用戶蒸汽負荷需求的清潔蒸汽送入蒸汽用戶，將超出蒸汽用戶蒸汽負荷需求的清潔蒸汽送入蒸汽蓄熱器存儲；

17、在工質(zhì)側(cè)回路形成的清潔蒸汽低于蒸汽用戶蒸汽負荷需求時，工質(zhì)側(cè)回路將形成的清潔蒸汽送入蒸汽用戶，蒸汽蓄熱器形成低于蒸汽用戶蒸汽負荷需求的清潔蒸汽送入蒸汽用戶。

18、本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

19、本發(fā)明的核能供汽系統(tǒng)和方法，蒸汽蓄熱器存儲超出蒸汽用戶蒸汽負荷需求的清潔蒸汽，結(jié)合工質(zhì)側(cè)回路形成低于蒸汽用戶蒸汽負荷需求的清潔蒸汽送入蒸汽用戶，實現(xiàn)同時調(diào)節(jié)蒸汽用戶的蒸汽負荷和核電站的調(diào)峰負荷，系統(tǒng)復雜度低，運行方式高經(jīng)濟，保證電網(wǎng)運行安全和反應堆運行安全。

技術(shù)特征：

1.一種核能供汽系統(tǒng)，其特征在于，包括：核電站、熱源側(cè)回路、工質(zhì)側(cè)回路、蒸汽用戶和蒸汽蓄熱器；核電站與熱源側(cè)回路連接，工質(zhì)側(cè)回路分別與蒸汽用戶和蒸汽蓄熱器連接，蒸汽蓄熱器與蒸汽用戶連接，熱源側(cè)回路和工質(zhì)側(cè)回路相互獨立；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核能供汽系統(tǒng)，其特征在于，包括：過熱器、蒸汽發(fā)生器、疏水箱、二級預熱器和一級預熱器；過熱器、蒸汽發(fā)生器、二級預熱器和一級預熱器內(nèi)部均設有相互隔離的管側(cè)路徑和殼側(cè)路徑；依次連接的過熱器的殼側(cè)路徑、蒸汽發(fā)生器的殼側(cè)路徑、二級預熱器的殼側(cè)路徑和一級預熱器的殼側(cè)路徑，形成工質(zhì)側(cè)回路。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核能供汽系統(tǒng)，其特征在于，熱源側(cè)回路為第一熱源測回路，核電站為壓水堆核電站，蒸汽用戶為低壓蒸汽用戶；依次連接的過熱器的管側(cè)路徑、蒸汽發(fā)生器的管側(cè)路徑、疏水箱、二級預熱器的管側(cè)路徑和一級預熱器的管側(cè)路徑，形成第一熱源側(cè)回路；過熱器的殼側(cè)路徑分別與低壓蒸汽用戶和蒸汽蓄熱器連接，蒸汽蓄熱器與低壓蒸汽用戶連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核能供汽系統(tǒng)，其特征在于，工質(zhì)側(cè)回路，還包括：除氧器和二級給水泵；除氧器在一級預熱器和二級預熱器之間，二級給水泵在除氧器和二級預熱器之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核能供汽系統(tǒng)，其特征在于，工質(zhì)側(cè)回路，還包括：除鹽水箱和一級給水泵；除鹽水箱通過一級給水泵與一級預熱器的殼側(cè)路徑連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核能供汽系統(tǒng)，其特征在于，熱源側(cè)回路為第二熱源測回路和第三熱源測回路耦合，核電站為壓水堆核電站和高溫堆核電站耦合，蒸汽用戶包括中壓蒸汽用戶，壓水堆核電站與第二熱源測回路連接，高溫堆核電站與第三熱源側(cè)回路連接；依次連接的蒸汽發(fā)生器的管側(cè)路徑、疏水箱、二級預熱器的管側(cè)路徑和一級預熱器的管側(cè)路徑，形成第二熱源側(cè)回路；過熱器的管側(cè)路徑為第三熱源側(cè)回路；蒸汽發(fā)生器的殼側(cè)路徑分別與蒸汽蓄熱器和過熱器的殼側(cè)路徑連接；過熱器的殼側(cè)路徑分別與中壓蒸汽用戶和蒸汽蓄熱器連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的核能供汽系統(tǒng)，其特征在于，工質(zhì)側(cè)回路，還包括：電加熱器；電加熱器分別與蒸汽蓄熱器和中壓蒸汽用戶連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的核能供汽系統(tǒng)，其特征在于，蒸汽用戶還包括低壓蒸汽用戶；工質(zhì)側(cè)回路，還包括：混合罐；蒸汽發(fā)生器的殼側(cè)路徑、蒸汽蓄熱器、過熱器的殼側(cè)路徑和低壓蒸汽用戶還與混合罐連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核能供汽系統(tǒng)，其特征在于，蒸汽蓄熱器為蓄汽裝置或儲熱裝置，根據(jù)調(diào)節(jié)的蒸汽用戶的蒸汽負荷和核電站的調(diào)峰負荷選擇。

10.一種核能供汽方法，適用于根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項的核能供汽系統(tǒng)向蒸汽用戶送入滿足蒸汽用戶蒸汽負荷需求和蒸汽參數(shù)需求的清潔蒸汽的同時滿足核電站調(diào)峰負荷需求，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明具體涉及一種核能供汽系統(tǒng)，包括：核電站、熱源側(cè)回路、工質(zhì)側(cè)回路、蒸汽用戶和蒸汽蓄熱器；核電站與熱源側(cè)回路連接，工質(zhì)側(cè)回路分別與蒸汽用戶和蒸汽蓄熱器連接，蒸汽蓄熱器與蒸汽用戶連接，熱源側(cè)回路和工質(zhì)側(cè)回路相互獨立；核電站根據(jù)核電站的調(diào)峰負荷需求，形成加熱蒸汽送入熱源側(cè)回路；熱源側(cè)回路用于加熱工質(zhì)側(cè)回路中的清潔工質(zhì)后形成凝結(jié)水送入核電站二回路；工質(zhì)側(cè)回路用于將工質(zhì)側(cè)回路中的清潔工質(zhì)加熱形成滿足蒸汽用戶蒸汽參數(shù)需求的清潔蒸汽；蒸汽蓄熱器存儲和釋放超出或低于蒸汽用戶蒸汽負荷需求的清潔蒸汽。本發(fā)明實現(xiàn)了核電站的調(diào)峰負荷調(diào)節(jié)和蒸汽用戶的蒸汽負荷調(diào)節(jié)，保證電網(wǎng)運行安全和反應堆運行安全。

技術(shù)研發(fā)人員：張毅,李連海,劉永生,嵇永臣,王成浩,王春陽,武文奇,呂濤,周陽,魏建軍
受保護的技術(shù)使用者：江蘇核電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/12