利用核能的电热汽联产联供系统的制作方法

1.本实用新型涉及核能技术领域，具体地涉及一种利用核能的电热汽联产联供系统。


背景技术：

2.核能作为一种安全、清洁而又经济的能源，是当前较成熟的替代能源之一。近年来，城镇居民采暖供热需求已成为终端热力消费量快速增长的主要市场领域之一，另一方面，国家节能减排政策的日益严格，各地市均要求积极淘汰现有的供热小锅炉等落后产能；热负荷和热源的“一增一减”，以及城市热源规划建设速度的滞后，导致各城市规划供热缺口日益增大。因此，发展核能进行采暖供热，对于改善我国能源结构、缓解日趋紧张的能源供应局面、满足城镇居民日益增长的供暖需求、降低环境保护压力等具有重大意义。
3.相关技术中提出了利用核电进行汽、热、电联供的系统，其中供热水的热源来自主蒸汽，供蒸汽的热源来自高压缸的中间抽汽，供热和供蒸汽功能和系统彼此独立，结构设计不合理且复杂，投资成本高，抽汽能级利用不匹配，造成可用能的损失大，实用性较差。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本实用新型实施例提出一种结构设计合理，实用性强的利用核能的电热汽联产联供系统。
6.根据本实用新型的实施例的利用核能的电热汽联产联供系统包括：核电机组，所述核电机组包括核蒸汽供应装置、具有高压缸和低压缸的汽轮机、汽水分离再热器和凝汽器，所述高压缸的进口与所述核蒸汽供应装置的出口相连，所述汽水分离再热器的进口与所述高压缸的出口相连，所述低压缸的进口与所述汽水分离再热器的出口相连，所述低压缸的出口与所述凝汽器的进口相连；热网换热器，所述热网换热器具有与热网回水管路和第一工业蒸汽供水源相连的第一管侧进口、与热网供水管路连通的第一管侧出口、与所述高压缸的出口相连的第一壳侧进口、以及与所述凝汽器的进口相连的第一壳侧出口；蒸汽发生器，所述蒸汽发生器具有与所述第一管侧出口和第二工业蒸汽供水源相连的第二壳侧进口、第二壳侧出口、与所述汽水分离再热器的出口相连的第二管侧进口、以及与所述热网换热器的壳侧相连的第二管侧出口；过热器，所述过热器具有与所述第二壳侧出口相连的第三壳侧进口以及用于供工业蒸汽的第三壳侧出口，所述过热器的管侧由所述汽水分离再热器和所述核蒸汽供应装置中的至少一者供给加热蒸汽。
7.根据本实用新型的实施例的利用核能的电热汽联产联供系统，通过将核电机组、热网换热器、蒸汽发生器和过热器相互连通，从而使得电热汽联产联供系统既可以用于冬季的采暖供热，又可以供应工业蒸汽，并且两者也可以同时使用，进而使得本实用新型的电热汽联产联供系统的结构合理，使用时的灵活性较好，应用范围较广。另外，由于本实用新型的实施例的利用核能的电热汽联产联供系统的热网换热器、蒸汽发生器和过热器均是通
过管侧和壳侧的隔离加热的方式进行换热，从而使得热网换热器、蒸汽发生器和过热器仅进行热量交换，不与核电机组的管路内的液体发生工质交换，从而核电机组内的潜在放射性物质不会进入热网和工业蒸汽中，提高了电热汽联产联供系统使用时的安全性。
8.在一些实施例中，所述过热器的第三管侧进口与所述汽水分离再热器的出口相连，所述过热器的第三管侧出口与所述热网换热器的壳侧相连。
9.在一些实施例中，所述利用核能的电热汽联产联供系统包括隔离加热器，所述过热器具有第三管侧进口和第三管侧出口；所述隔离加热器具有与所述核蒸汽供应装置的出口相连的第四管侧进口以及与所述热网换热器的壳侧相连的第四管侧出口、与所述第三管侧出口相连的第四壳侧进口、以及与所述第三管侧进口相连的第四壳侧出口。
10.在一些实施例中，所述凝汽器的出口与所述核蒸汽供应装置的进口相连。
11.在一些实施例中，所述汽水分离再热器由所述高压缸的抽汽和所述核蒸汽供应装置中的至少一者供给加热蒸汽。
12.在一些实施例中，所述核电机组还包括第一进气调节阀和第二进气调节阀，所述第一进气调节阀设于所述高压缸的进口处，以用于调节进入所述高压缸的热蒸汽的压力，所述第二进气调节阀设于所述低压缸的进口处，以用于调节进入所述低压缸的热蒸汽的压力。
13.在一些实施例中，所述利用核能的电热汽联产联供系统还包括与所述第三壳侧出口相连的工业蒸汽供给管路，所述工业蒸汽供给管路包括低压蒸汽管路和中压蒸汽管路，所述低压蒸汽管路上设有减压器。
14.在一些实施例中，所述利用核能的电热汽联产联供系统还包括补水装置，所述补水装置与所述第一管侧进口相连。
15.在一些实施例中，所述蒸汽发生器的第二管侧进口通过第一阀与所述第一管侧出口相连且通过第二阀与所述第二工业蒸汽供水源相连，所述热网供水管路与所述第一管侧出口之间设有第三阀。
16.在一些实施例中，所述利用核能的电热汽联产联供系统包括用于监测所述热网供水管路和所述工业蒸汽的管路中的至少一者内的辐射水平的辐射监测表。
附图说明
17.图1是本实用新型的实施例的利用核能的电热汽联产联供系统的示意图。
18.图2是本实用新型的另一实施例的利用核能的电热汽联产联供系统的示意图。
19.附图标记：
20.1、核电机组；11、核蒸汽供应装置；12、高压缸；13、汽水分离再热器；14、低压缸；15、凝汽器；16、第一进气调节阀；17、第二进气调节阀；
21.2、热网换热器；21、热网回水管路；22、第一工业蒸汽供水源；23、热网供水管路；231、第三阀；24、补水装置；
22.3、蒸汽发生器；31、第一阀；32、第二工业蒸汽供水源；321、第二阀；
23.4、过热器；41、工业蒸汽供给管路；411、低压蒸汽管路；412、中压蒸汽管路；42、减压器；
24.5、隔离加热器；
25.6、辐射监测表。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.下面参考附图1和图2描述根据本实用新型实施例的利用核能的电热汽联产联供系统。
28.如图1和图2所示，本实用新型实施例的利用核能的电热汽联产联供系统包括核电机组1、热网换热器2、蒸汽发生器3和过热器4。
29.如图1和图2所示，核电机组1包括核蒸汽供应装置11、具有高压缸12和低压缸14的汽轮机、汽水分离再热器13和凝汽器15，高压缸12的进口与核蒸汽供应装置11的出口相连，汽水分离再热器13的进口与高压缸12的出口相连，低压缸14的进口与汽水分离再热器13的出口相连，低压缸14的出口与凝汽器15的进口相连。可选地，核电机组1可以为压水堆核电机组1。
30.可以理解的是，核蒸汽供应装置11提供的蒸汽进入高压缸12膨胀做功，排出的蒸汽进入汽水分离再热器13，以通过汽水分离再热器13分离掉蒸汽中的大部分水分，然后经过两级加热器变成过热蒸汽，再进入低压缸14做功推动发电机发电，且产生的乏汽通过低压缸14的出口进入凝汽器15内。换言之，核蒸汽供应装置11与高压缸12连接，蒸汽在高压缸12做功后，压力降低、湿度增加，经过汽水分离再热器13经汽水分离和两级再热后，进入低压缸14做功，乏汽进入凝汽器15。
31.如图1和图2所示，热网换热器2具有与热网回水管路21和第一工业蒸汽供水源22相连的第一管侧进口、与热网供水管路23连通的第一管侧出口、与高压缸12的出口相连的第一壳侧进口、以及与凝汽器15的进口相连的第一壳侧出口。可以理解的是，当电热汽联产联供系统需要采暖供热时，可以将水源通过热网回水管路21进入至热网换热器2的管侧，然后通过高压缸12的出口对热网换热器2的壳侧进行加热，热网换热器2冷凝后的疏水可以通过第一壳侧出口排入至凝汽器15内。
32.如图1和图2所示，蒸汽发生器3具有与第一管侧出口和第二工业蒸汽供水源32相连的第二壳侧进口、第二壳侧出口、与汽水分离再热器13的出口相连的第二管侧进口、以及与热网换热器2的壳侧相连的第二管侧出口。过热器4具有与第二壳侧出口相连的第三壳侧进口以及用于供工业蒸汽的第三壳侧出口，过热器4的管侧由汽水分离再热器13和核蒸汽供应装置11中的至少一者供给加热蒸汽。可以理解的是，当电热汽联产联供系统供应工业蒸汽时，可以通过第一工业蒸汽供水源22和第二工业蒸汽供水源32向蒸汽发生器3进行供水，然后在经过过热器4将蒸汽发生器3输出的工业蒸汽再次加热，然后通过过热器4的第二壳侧出口排出。其中，蒸汽发生器3和过热器4的热源来自核电机组1，具体地，可以通过汽水分离再热器13对蒸汽发生器3进行加热，过热器4可以通过汽水分离再热器13和/或核蒸汽供应装置11进行加热。
33.根据本实用新型的实施例的利用核能的电热汽联产联供系统充分利用核能清洁能源的特点，解决燃煤和燃气等传统能源带来的环境污染问题，改善我国能源结构，是保障
工业发展所需清洁能源供应的有效途径。
34.本实用新型的实施例的利用核能的电热汽联产联供系统，通过将核电机组1、热网换热器2、蒸汽发生器3和过热器4相互连通，从而使得电热汽联产联供系统既可以用于冬季的采暖供热，又可以供应工业蒸汽，并且两者也可以同时使用，进而使得本实用新型的电热汽联产联供系统的结构合理，使用时的灵活性较好，应用范围较广。
35.另外，由于本实用新型的实施例的利用核能的电热汽联产联供系统的热网换热器2、蒸汽发生器3和过热器4均是通过管侧和壳侧的隔离加热的方式进行换热，从而使得热网换热器2、蒸汽发生器3和过热器4仅进行热量交换，而不与核电机组1的管路内的液体发生工质交换，从而核电机组1内的潜在放射性物质不会进入热网和工业蒸汽中，提高了电热汽联产联供系统使用时的安全性。
36.并且，本实用新型的实施例的利用核能的电热汽联产联供系统，在进行采暖供热和供应工业蒸汽时，采用多点抽汽，逐级加热，疏水自流回热的方式，可以对核电机组1的能级进行匹配，减小了抽汽供热对机组热效率的损失，使得电热汽联产联供系统的经济效益较高。
37.在一些实施例中，如图1所示，过热器4的第三管侧进口与汽水分离再热器13的出口相连，过热器4的第三管侧出口与热网换热器2的壳侧相连。可以理解的是，过热器4的热源来自汽水分离再热器13的出口，在对过热器4进行换热之后，疏水可以通过自流的方式进入至热网换热器2的壳侧。
38.在另一些实施例中，如图2所示，利用核能的电热汽联产联供系统包括隔离加热器5，过热器4具有第三管侧进口和第三管侧出口。隔离加热器5具有与核蒸汽供应装置11的出口相连的第四管侧进口以及与热网换热器2的壳侧相连的第四管侧出口、与第三管侧出口相连的第四壳侧进口、以及与第三管侧进口相连的第四壳侧出口。本实用新型实施例的电热汽联产联供系统通过设置隔离加热器5可以降低核蒸汽供应装置11的出口的蒸汽的压力和温度，隔离加热器5内的水可以在循环泵的作用下进行循环，从而可以将隔离加热器5内的热量传递给过热器4。
39.进一步地，如图1和图2所示，凝汽器15的出口与核蒸汽供应装置11的进口相连，从而可以使得凝汽器15的水可以流入至核蒸汽供应装置11内以对水进行再次加热，提高了电热汽联产联供系统使用时的合理性。
40.进一步地，汽水分离再热器13由高压缸12的抽汽和核蒸汽供应装置11中的至少一者供给加热蒸汽。可以理解的是，汽水分离再热器13可以由高压缸12供给加热蒸汽，也可以通过核蒸汽供应装置11供给加热蒸汽，从而提高了电热汽联产联供系统使用时的灵活性。
41.在一些实施例中，如图1和图2所示，核电机组1还包括第一进气调节阀16和第二进气调节阀17，第一进气调节阀16设于高压缸12的进口处，以用于调节进入高压缸12的热蒸汽的压力，第二进气调节阀17设于低压缸14的进口处，以用于调节进入低压缸14的热蒸汽的压力。可以理解的是，第一进气调节阀16可以调节蒸汽进入至高压缸12的压力，第二进气调节阀17可以调节蒸汽进入至低压缸14的压力，从而可以保证汽轮机的第一级压力仍可以满足平均温度控制模式的需求，减少了抽汽导致的汽轮机入口压力降低对汽轮机的影响。
42.进一步地，如图1和图2所示，电热汽联产联供系统还包括与第三壳侧出口相连的工业蒸汽供给管路41，工业蒸汽供给管路41包括低压蒸汽管路411和中压蒸汽管路412，低
压蒸汽管路411上设有减压器42，本实用新型实施例的电热汽联产联供系统通过设置低压蒸汽管路411和中压蒸汽管路412可以满足不同用户的使用需求，从而扩大了电热汽联产联供系统的使用范围。
43.具体地，如图1和图2所示，电热汽联产联供系统还包括补水装置24，补水装置24与第一管侧进口相连。可以理解的是，补水装置24包括补水管路和除氧器，当热网供水系统内的水量下降时，可以通过补水管路向热网回水管路21内供水并通过除氧器除去水里的氧气，从而使得电热汽联产联供系统使用时的可靠性较高。
44.进一步地，如图1和图2所示，蒸汽发生器3的第二管侧进口通过第一阀31与第一管侧出口相连且通过第二阀321与第二工业蒸汽供水源32相连，热网供水管路23与第一管侧出口之间设有第三阀231。可以理解的是，当电热汽联产联供系统仅采暖供热时，可以打开第三阀231，关闭第一阀31和第二阀321，使得水路经过热网供热器的换热之后由热网供水管排出。当电热汽联产联供系统仅供应工业蒸汽时，可以打开第一阀31和第二阀321，关闭第三阀231，从而使得工业水源经过蒸汽发生器3、过热器4之后，由工业蒸汽供给管路41排出。当电热汽联产联供系统同时采暖供热和供应工业蒸汽时，可以打开第一阀31、第二阀321和第三阀231。
45.具体地，如图1和图2所示，电热汽联产联供系统还包括用于监测热网供水管路23和工业蒸汽的管路中的至少一者内的辐射水平的辐射监测表6。例如，热网供水管路23和工业蒸汽供给管路41上可以均设置辐射监测表6。本实用新型实施例的电热汽联产联供系统通过设置辐射监测表6可以检测热网供水管路23和工业蒸汽供给管路41中是否含有放射性物质，从而可以提高电热汽联产联供系统使用时的安全性。
46.在本实用新型的描述中，需要理解的是，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”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。在本实用新型的描述中，“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。
48.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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实用新型中的具体含义。
49.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”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。
50.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
51.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。