一种可调节供热量的池式供热堆供热系统的制作方法

1.本技术涉及供热堆供热技术领域，尤其涉及一种可调节供热量的池式供热堆供热系统。


背景技术：

2.相关技术中，池式供热堆是在世界上被广泛应用的一种堆型，具有简单、安全、造价相对较低的优点，在多年的运行实践中，世界各国的池式堆都保持了良好的安全记录，具有清洁低碳、较高的安全性、较长的运行寿命、较高的技术成熟度、较高的公众接受度。但对于核堆供热系统，由于核堆反应难以实现频繁精准调节，因此供热量无法根据外界热负荷需求进行精准调节。


技术实现要素：

3.为此，本技术提供一种可调节供热量的池式供热堆供热系统。本技术的技术方案如下：
4.根据本技术实施例提供的一种可调节供热量的池式供热堆供热系统，所述系统包括核能释热装置、储热装置、换热装置，所述核能释热装置包括堆芯、堆水池，所述储热装置包括第一换热单元、第二换热单元和储热单元，其中，
5.所述堆芯设置于所述堆水池内部；
6.所述堆水池通过循环管路与所述换热装置连接；
7.所述堆水池通过循环管路与所述第一换热单元的壳侧连接；
8.所述储热单元分别通过循环管路与所述第一换热单元和第二换热单元连接；
9.所述第二换热单元的管侧和所述换热装置分别通过管路连接在热网水回水管路与热网水供水管路之间；
10.所述储热装置用于存储堆芯产生的热能，通过所述热能加热热网水。
11.根据本技术的一个实施例，所述储热单元包括高温储罐和低温储罐，其中，
12.所述第一换热单元的管侧出口与所述高温储罐的入口连接，所述低温储罐的出口与所述第一换热单元的管侧入口连接；
13.高温储罐的出口与所述第二换热单元的壳侧入口连接，所述第二换热单元的壳侧出口与所述低温储罐的入口连接。
14.根据本技术的一个实施例，所述第一换热单元包括储热介质加热器，所述第二换热单元包括尖峰加热器，所述储热单元还包括第一升压泵和第二升压泵，其中，
15.所述储热介质加热器的壳侧出口与所述堆水池的入口连接，所述堆水池的出口与所述储热介质加热器的壳侧入口连接；
16.所述储热介质加热器的管侧出口与所述高温储罐的入口连接；
17.所述高温储罐的出口与所述尖峰加热器的壳侧入口之间通过管路连接所述第二升压泵；
18.所述尖峰加热器的壳侧出口与所述低温储罐的入口连接；
19.所述低温储罐的出口与所述储热介质加热器的管侧入口之间通过管路连接所述第一升压泵；
20.热网水回水管路依次连接所述尖峰加热器的管侧和热网水供水管路。
21.根据本技术的一个实施例，所述储热装置还包括第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门，其中，
22.所述第三阀门的一端与所述堆水池的出口连接，所述第三阀门的另一端与所述储热介质加热器的壳侧入口连接；
23.所述第四阀门的一端与所述堆水池的入口连接，所述第四阀门的另一端与所述储热介质加热器的壳侧出口连接；
24.所述第五阀门的一端与所述热网水回水管路连接，所述第五阀门的另一端与所述尖峰加热器的管侧入口连接；
25.所述第六阀门的一端与所述热网水供水管路连接，所述第六阀门的另一端与所述尖峰加热器的管侧出口连接。
26.根据本技术的一个实施例，还包括热网循环水泵，其中，
27.所述热网循环水泵的一端与所述热网水回水管路连接，所述热网循环水泵的另一端与所述第五阀门远离所述尖峰加热器的一端连接。
28.根据本技术的一个实施例，所述换热装置包括第一换热器和第二换热器，其中，
29.所述第一换热器的壳侧通过循环管路与所述堆水池连接，形成第一回路；
30.所述第二换热器壳侧通过循环管路与所述第一换热器的管侧连接，形成第二回路；
31.所述第二换热器的管侧入口与所述热网水回水管路连接，所述第二换热器的管侧出口与所述热网水供水管路连接。
32.根据本技术的一个实施例，还包括第一循环水泵，其中，
33.所述第一循环水泵的一端与所述第一换热器的壳侧出口连接，所述第一循环水泵的另一端与所述堆水池的入口连接。
34.根据本技术的一个实施例，还包括第一阀门和第二阀门，其中，
35.所述第一阀门的一端与所述堆水池的出口连接，所述第一阀门的另一端与所述第一换热器的壳侧入口连接；
36.所述第二阀门的一端与所述堆水池的入口连接，所述第二阀门的另一端与所述第一循环水泵的出口连接。
37.根据本技术的一个实施例，还包括第二循环水泵，其中，
38.所述第二循环水泵的一端与所述第二换热器的壳侧出口连接，所述第二循环水泵的另一端与所述第一换热器的管侧入口连接。
39.根据本技术的一个实施例，还包括稳压装置，所述稳压装置包括稳压水泵和稳压水箱，其中，
40.所述稳压水泵的一端与水源连接，所述稳压水泵的另一端与稳压水箱的入口连接；
41.所述稳压水箱的出口与所述堆水池的入口连接。
42.本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
43.通过储热装置将核能释热装置的多余热量存储到储热装置中。当外界热负荷需求升高时，利用储热装置中存储的热量对热网水进行补充供热，从而实现了对外供热量的连续调节，提高了供热堆供热系统供热的灵活性。
44.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
45.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理，并不构成对本技术的不当限定。
46.图1为本技术实施例中提出的一种可调节供热量的池式供热堆供热系统的结构示意图。
47.附图标记
48.1、堆芯；2、堆水池；3、稳压水泵；4、稳压水箱；5、第一循环水泵；6、第一换热器；7、第二循环水泵；8、第二加热器；9、热网循环水泵；10、储热介质加热器；11、低温储罐；12、高温储罐；13、第一升压泵；14、第二升压泵；15、尖峰加热器；16、第一阀门；17、第二阀门；18、第三阀门；19、第四阀门；20、第五阀门；21、第六阀门。
具体实施方式
49.为了使本领域普通人员更好地理解本技术的技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
50.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
51.需要说明的是，相关技术中，池式供热堆是在世界上被广泛应用的一种堆型，具有简单、安全、造价相对较低的优点，在多年的运行实践中，世界各国的池式堆都保持了良好的安全记录，具有清洁低碳、较高的安全性、较长的运行寿命、较高的技术成熟度、较高的公众接受度。但对于核堆供热系统，由于核堆反应难以实现频繁精准调节，因此供热量无法根据外界热负荷需求进行精准调节。
52.基于上述问题，本技术提出了一种可调节供热量的池式供热堆供热系统，可以实现在外界热负荷需求降低时，通过储热装置将核能释热装置的多余热量存储到储热装置中。当外界热负荷需求升高时，利用储热装置中存储的热量对热网水进行补充供热，从而实现了对外供热量的连续调节，提高了供热堆供热系统供热的灵活性。
53.图1为本技术实施例中提出的一种可调节供热量的池式供热堆供热系统的结构示意图。
54.如图1所示，该可调节供热量的池式供热堆供热系统包括核能释热装置、储热装
置、换热装置，核能释热装置包括堆芯1、堆水池2，储热装置包括第一换热单元、第二换热单元和储热单元。
55.其中，堆芯1设置于堆水池2内部；堆水池2通过循环管路与换热装置连接；堆水池2通过循环管路与第一换热单元的壳侧连接；储热单元分别通过循环管路与第一换热单元和第二换热单元连接；第二换热单元的管侧和换热装置分别通过管路连接在热网水回水管路与热网水供水管路之间；储热装置用于存储堆芯1产生的热能，通过热能加热热网水。
56.上述管侧可以是设备中用于传输低温介质的一侧，壳侧可以是设备中用于传输高温介质的一侧。其中，低温介质可以是水等储热介质。高温热介质可以是水等储热介质。
57.作为一种可能的示例，堆芯1通过产生的热量加热堆水池2中的循环水，需要对外供热时，循环水通过换热装置与热网水进行换热，从而加热热网水对外供热，当外界热负荷需求降低时，被堆芯1加热后的循环水进入第一换热单元与储热单元中的储热介质进行换热，从而加热储热介质。当外界热负荷需求升高时，储热单元通过第二换热单元与热网水进行换热，从而将存储的热能传递到热网水中，实现补充供热。可以根据实际供热需求增加或减少补充供热的时长，从而实现对补充供热的精准调节，提高了供热系统的灵活性。
58.储热单元包括高温储罐12和低温储罐11，其中，第一换热单元的管侧出口与高温储罐12的入口连接，低温储罐11的出口与第一换热单元的管侧入口连接；高温储罐12的出口与第二换热单元的壳侧入口连接，第二换热单元的壳侧出口与低温储罐11的入口连接。
59.第一换热单元包括储热介质加热器10，第二换热单元包括尖峰加热器15，储热单元还包括第一升压泵13和第二升压泵14，其中，储热介质加热器10的壳侧出口与堆水池2的入口连接，堆水池2的出口与储热介质加热器10的壳侧入口连接；储热介质加热器10的管侧出口与高温储罐12的入口连接；高温储罐12的出口与尖峰加热器15的壳侧入口之间通过管路连接第二升压泵14；尖峰加热器15的壳侧出口与低温储罐11的入口连接；低温储罐11的出口与储热介质加热器10的管侧入口之间通过管路连接第一升压泵13；热网水回水管路依次连接尖峰加热器15的管侧和热网水供水管路。
60.储热装置还包括第三阀门18、第四阀门19、第五阀门20和第六阀门21，其中，第三阀门18的一端与堆水池2的出口连接，第三阀门18的另一端与储热介质加热器10的壳侧入口连接；第四阀门19的一端与堆水池2的入口连接，第四阀门19的另一端与储热介质加热器10的壳侧出口连接；第五阀门20的一端与热网水回水管路连接，第五阀门20的另一端与尖峰加热器15的管侧入口连接；第六阀门21的一端与热网水供水管路连接，第六阀门21的另一端与尖峰加热器15的管侧出口连接。
61.还包括热网循环水泵9，其中，热网循环水泵9的一端与热网水回水管路连接，热网循环水泵9的另一端与第五阀门20远离所述尖峰加热器15的一端连接。
62.作为一种可能的示例，外界热负荷需求降低时，第三阀门18和第四阀门19打开，第五阀门20、第六阀门21关闭，在第二换热器8对热网水进行加热的同时，被堆芯1加热后的部分循环水进入到储热介质加热器10中，第一升压泵13将低温储罐11中的储热介质通过管路传输至储热介质加热器10中，与循环水进行换热，来自低温储罐11的储热介质进入到高温储罐12中进行存储，换热后的循环水返回至堆水池2中。
63.外界热负荷需求升高时，第三阀门18和第四阀门19关闭，第五阀门20、第六阀门21打开，第二升压泵将高温储罐12中的储热介质输入至尖峰加热器15中，热网水通过热网循
环水泵9输入至尖峰加热器15中与来自高温储罐12的储热介质进行换热，换热后的热网水通过热网供水管路对外供热，换热后的来自高温储罐12的储热介质进入到低温储罐11中。也就是说，热网水回水一部分进入到第二换热器8中进行加热，另一部分进入到尖峰加热器15中加热，从而实现热网水的补充供热。
64.换热装置包括第一换热器6和第二换热器8，其中，第一换热器6的壳侧通过循环管路与堆水池2连接，形成第一回路；第二换热器8壳侧通过循环管路与第一换热器6的管侧连接，形成第二回路；第二换热器8的管侧入口与热网水回水管路连接，第二换热器8的管侧出口与热网水供水管路连接。
65.还包括第一循环水泵5，其中，第一循环水泵5的一端与第一换热器6的壳侧出口连接，第一循环水泵5的另一端与堆水池2的入口连接。
66.还包括第一阀门16和第二阀门17，其中，第一阀门16的一端与堆水池2的出口连接，第一阀门16的另一端与第一换热器6的壳侧入口连接；第二阀门17的一端与堆水池2的入口连接，第二阀门17的另一端与第一循环水泵5的出口连接。
67.还包括第二循环水泵7，其中，第二循环水泵7的一端与第二换热器的壳侧出口连接，第二循环水泵7的另一端与第一换热器6的管侧入口连接。
68.作为一种可能的示例，当需要对外供热时，打开第一阀门16和第二阀门17，关闭第三阀门18和第四阀门19，使堆水池2中的常压水通过第一循环水泵5进入到第一换热器6中换热，然后返回至堆水池2中。
69.需要说明的是，堆芯1位于堆水池2底部，始终处于淹没状态。堆水池2是用于放置堆芯1及常压水的容器，正常运行及各种事故状态下可以保证堆芯1始终维持液面以下。
70.作为一种可能的示例，堆芯1产生的热量传递给堆水池2中的常压水，常压水流入第一换热器6中。第二回路中设置有换热水，第二循环水泵7带动换热水在第二回路中循环，使换热水持续在第一换热器6中与堆水池2输出的常压水进行换热，与常压水换热后的换热水流经第二换热器，与流经第二换热器的热网水进行换热，从而对热网水进行加热。可以理解的是，堆水池2中的常压水由于与堆芯1接触，可能存在放射性，如果直接与热网水进行换热，有可能由于管路泄漏等原因进入到热网水中，危害热用户的健康。通过第二回路与第一回路进行换热，能够有效将热网水和堆水池2常压水分隔开来，有效提高了供热的安全性。同时，通过设置第二回路运行压力始终大于第一回路，保障放射性水不漏到热网管路。
71.还包括稳压装置，稳压装置包括稳压水泵3和稳压水箱4，其中，稳压水泵3的一端与水源连接，稳压水泵3的另一端与稳压水箱4的入口连接；稳压水箱4的出口与堆水池2的入口连接。
72.可以理解的是，通过稳压水箱4和稳压水泵3，能够将堆水池2中的水位维持在预设值。
73.根据本技术实施例的可调节供热量的池式供热堆供热系统，在外界热负荷需求降低时，通过储热装置将核能释热装置的多余热量存储到储热装置中。当外界热负荷需求升高时，利用储热装置中存储的热量对热网水进行补充供热，从而实现了对外供热量的连续调节，提高了供热堆供热系统供热的灵活性。
74.在本技术的描述中，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。
75.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。在本技术的描述中，“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。
76.在本技术中，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技术中的具体含义。
77.在本技术中，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。
78.在本技术中，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技术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。
79.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。