一種應用空冷系統的大型核電廠技術方案

本實用新型專利技術屬于壓水堆三回路換熱技術領域，具體涉及一種應用空冷系統的大型核電廠。本實用新型專利技術核電廠，包括：一回路、二回路和三回路；其中，一回路中利用核裂變能產生熱量，一回路和二回路之間進行換熱，二回路利用從一回路中獲取的熱量發電，二回路和三回路之間也進行換熱，三回路主要通過與二回路的換熱冷卻二回路中循環流動的工質；三回路通過空冷塔冷卻三回路內循環流動的工質。本實用新型專利技術解決了現有的壓水堆核電站三回路依靠大量海水冷卻，無法突破核電選址對水資源限制的技術問題，大大拓寬了核電的選址范圍，大幅度節省水資源，并且徹底解決了對江河的環境影響。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于壓水堆三回路換熱
，具體涉及一種應用空冷系統的大型核電廠。
技術介紹
隨著我國經濟的穩步發展和能源消耗的快速增長，很多地區即將面臨電力緊缺的局面；近幾十年工業生產中大量化石燃料的燃燒、城鎮交通汽車尾氣的排放，空氣污染(霧霾)已經成為了各地普遍的現象。核電作為清潔能源，在優化能源結構、保障能源安全、促進污染減排和應對氣候變化等方面發揮了重要作用。核電廠廠址的選擇應服從于能源規劃,何地應該建設核電廠，取決于電力需求、能源結構、環境特征等多方面因素。因此，核電廠廠址的選擇，是在一定的區域內選擇合適的廠址。由于核電廠址的不斷開發，適合建核電站好的沿海廠址越來越少，所以需要考慮逐步發展水資源緊張地區的核電，我國北方區域水資源相對缺乏，核電在選址上受水資源條件制約非常明顯。
技術實現思路
本技術需要解決的技術問題為：現有的壓水堆核電站三回路依靠大量海水冷卻，無法突破核電選址對水資源限制。本技術的技術方案如下所述：一種應用空冷系統的大型核電廠，包括：一回路、二回路和三回路；其中，一回路中利用核裂變能產生熱量，一回路和二回路之間進行換熱，二回路利用從一回路中獲取的熱量發電，二回路和三回路之間也進行換熱，三回路主要通過與二回路的換熱冷卻二回路中循環流動的工質；三回路通過空冷塔冷卻三回路內循環流動的工質。優選的，所述一回路具有通過管道依次連接的核反應堆、主泵和蒸汽發生器，所述核反應堆用于一回路中循環流動的冷卻劑加熱；所述主泵用于為一回路中的閉式循環提供動力；所述蒸汽發生器用于利用高溫的冷卻劑產生蒸汽；經過核反應堆加熱的高溫冷卻劑從核反應堆的冷卻劑流出口流出，通過管道流入蒸汽發生器的冷卻劑入口，經過換熱后從蒸汽發生器的冷卻劑出口流出，再通過管道流入主泵的入口，經過主泵增加動能后，從主泵的出口流出，然后通過管道流回核反應堆的冷卻劑流入口，構成閉式循環。優選的，所述二回路具有汽輪機、凝汽器、凝結水泵、低壓加熱器、除氧器、給水泵、高壓加熱器和發電機；所述汽輪機用于將蒸汽的熱能轉化為汽輪機的旋轉動能，并帶動發電機發電；所述凝汽器用于將做完功的乏蒸汽冷凝成水；凝結水泵用于給二回路中的循環工質增加動能；低壓加熱器用于將流入其中的工質加熱；除氧器用于降低流入除氧器內的工質的含氧量；給水泵用于向二回路中循環的工質提供動能；高壓加熱器用于將流入其中的工質加熱；從蒸汽發生器蒸汽出口流出的高溫高壓蒸汽通過管道流入汽輪機的蒸汽入口，推動汽輪機的相關部件旋轉，并帶動與汽輪機連接的發電機發電；做完功的乏蒸汽從汽輪機的蒸汽出口流出，通過管道流入凝汽器的蒸汽入口，經冷凝后乏蒸汽轉變為冷凝水并從凝汽器的凝結水出口流出，冷凝水通過凝結水泵泵送至低壓加熱器內被加熱；經低壓加熱器加熱后的冷凝水流入除氧器，除氧器降低流入其中的冷凝水中的氧含量；從除氧器流出的冷凝水流入給水泵，經過給水泵增加動能后流入高壓加熱器中，經過高壓加熱器加熱后的冷凝水回流回蒸汽發生器的給水入口，構成循環。優選的，所述三回路具有循環水泵，散熱器和自然通風冷卻塔；從凝汽器冷卻水出口流出的冷卻水被循環水泵泵送至散熱器中，冷卻水在散熱器中與自然通風冷卻塔內的環境空氣通過對流換熱被冷卻，然后回流回凝汽器的冷卻水入口，構成循環；自然通風冷卻塔通過塔內外的空氣密度差或自然風力形成的空氣對流作用對散熱器內的流體工質進行通風冷卻。優選的，所述凝汽器為表面式凝汽器。優選的，所述低壓加熱器從汽輪機的低壓缸中抽汽對流入低壓加熱器的循環水進行加熱，以提高二回路中循環水的溫度，提高給循環水在蒸汽發生器中吸熱的平均溫度，從而提高機組熱力循環效率。優選的，所述高壓加熱器從汽輪機的高壓缸抽汽對對流入高壓加熱器的循環水進行加熱，提高循環水溫度，降低吸熱溫差，進一步提高汽輪機熱力循環的經濟性。本技術的有益效果為：(1)本技術的應用空冷系統的大型核電廠解決了核電機組二回路冷卻高度依賴大量水資源的瓶頸，大大拓寬了核電的選址范圍；(2)空冷技術的應用可以大幅度節省水資源。以單臺AP1000機組(濕塔)為例，廠用水補水量約為1.5m3/s，年補水量達4700萬噸。其中，循環水補水量約占總補水量93％。若采用間接空冷技術，可節省約71％循環水耗量。即年節約水量為4700×0.93×0.71＝3100萬噸。(3)空冷技術具有廣泛的推廣性。采用江河作為冷卻水源的核電，不但用水量巨大且存在環境敏感的問題，而空冷技術的采用將徹底解決對江河的環境影響。附圖說明圖1為本技術核電廠的組成示意圖；其中，1-一回路，2-二回路，3-三回路，101-核反應堆，102-主泵，103-蒸汽發生器，201-汽輪機，202-凝汽器，203-凝結水泵，204-低壓加熱器，205-除氧器，206-給水泵，207-高壓加熱器，208-發電機，301-循環水泵，302-散熱器，303-自然通風冷卻塔。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本技術的一種應用空冷系統的大型核電廠進行詳細說明。本技術的核電廠具有一回路1、二回路2和三回路3，一回路1中利用核裂變能產生熱量，一回路1和二回路2之間進行換熱，二回路2利用從一回路1中獲取的熱量發電，二回路2和三回路3之間也進行換熱，三回路3主要通過與二回路2的換熱冷卻二回路中循環流動的工質。三回路3通過空冷塔冷卻三回路3內循環流動的工質。實施例1本技術的核電廠的具體結構如圖1所示，包括一回路1，所述一回路1具有通過管道依次連接的核反應堆101、主泵102和蒸汽發生器103，所述核反應堆101用于一回路1中循環流動的冷卻劑加熱。所述主泵102用于為一回路1中的閉式循環提供動力。所述蒸汽發生器103用于利用高溫的冷卻劑產生蒸汽。經過核反應堆101加熱的高溫冷卻劑從核反應堆101的冷卻劑流出口流出，通過管道流入蒸汽發生器103的冷卻劑入口，經過換熱后從蒸汽發生器103的冷卻劑出口流出，再通過管道流入主泵102的入口，經過主泵102增加動能后，從主泵102的出口流出，然后通過管道流回核反應堆101的冷卻劑流入口，構成閉式循環。本技術的應用空冷系統的大型核電廠，還包括二回路2，二回路2具有汽輪機201、凝汽器202、凝結水泵203、低壓加熱器204、除氧器205、給水泵206、高壓加熱器207和發電機208。所述汽輪機201用于將蒸汽的熱能轉化為汽輪機201的旋轉動能，并帶動發電機208發電。所述凝汽器202用于將做完功的乏蒸汽冷凝成水。凝結水泵203用于給二回路中的循環工質增加動能。低壓加熱器204用于將流入其中的工質加熱。除氧器205用于降低流入除氧器205內的工質的含氧量。給水泵206用于向二回路2中循環的工質提供動能。高壓加熱器207用于將流入其中的工質加熱。從蒸汽發生器103蒸汽出口流出的高溫高壓蒸汽通過管道流入汽輪機201的蒸汽入口，推動汽輪機201的相關部件旋轉，并帶動與汽輪機201連接的發電機208發電。做完功的乏蒸汽從汽輪機201的蒸汽出口流出，通過管道流入凝汽器202的蒸汽入口，經冷凝后乏蒸汽轉變為冷凝水并從凝汽器202的凝結水出口流出，冷凝水通過凝結水泵203泵送至低壓加熱器204內被加熱。經低壓加熱器204加熱后的冷凝水流入除氧器205，除氧器205降低本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種應用空冷系統的大型核電廠，包括：一回路(1)、二回路(2)和三回路(3)；其特征在于：一回路(1)中利用核裂變能產生熱量，一回路(1)和二回路(2)之間進行換熱，二回路(2)利用從一回路(1)中獲取的熱量發電，二回路(2)和三回路(3)之間也進行換熱，三回路(3)主要通過與二回路(2)的換熱冷卻二回路中循環流動的工質；三回路(3)通過空冷塔冷卻三回路(3)內循環流動的工質。

【技術特征摘要】
1.一種應用空冷系統的大型核電廠，包括：一回路(1)、二回路(2)和三回路(3)；其特征在于：一回路(1)中利用核裂變能產生熱量，一回路(1)和二回路(2)之間進行換熱，二回路(2)利用從一回路(1)中獲取的熱量發電，二回路(2)和三回路(3)之間也進行換熱，三回路(3)主要通過與二回路(2)的換熱冷卻二回路中循環流動的工質；三回路(3)通過空冷塔冷卻三回路(3)內循環流動的工質。2.如權利要求1所述的應用空冷系統的大型核電廠，其特征在于：所述一回路(1)具有通過管道依次連接的核反應堆(101)、主泵(102)和蒸汽發生器(103)，所述核反應堆(101)用于一回路(1)中循環流動的冷卻劑加熱；所述主泵(102)用于為一回路(1)中的閉式循環提供動力；所述蒸汽發生器(103)用于利用高溫的冷卻劑產生蒸汽；經過核反應堆(101)加熱的高溫冷卻劑從核反應堆(101)的冷卻劑流出口流出，通過管道流入蒸汽發生器(103)的冷卻劑入口，經過換熱后從蒸汽發生器(103)的冷卻劑出口流出，再通過管道流入主泵(102)的入口，經過主泵(102)增加動能后，從主泵(102)的出口流出，然后通過管道流回核反應堆(101)的冷卻劑流入口，構成閉式循環。3.如權利要求2所述的應用空冷系統的大型核電廠，其特征在于：所述二回路(2)具有汽輪機(201)、凝汽器(202)、凝結水泵(203)、低壓加熱器(204)、除氧器(205)、給水泵(206)、高壓加熱器(207)和發電機(208)；所述汽輪機(201)用于將蒸汽的熱能轉化為汽輪機(201)的旋轉動能，并帶動發電機(208)發電；所述凝汽器(202)用于將做完功的乏蒸汽冷凝成水；凝結水泵(203)用于給二回路中的循環工質增加動能；低壓加熱器(204)用于將流入其中的工質加熱；除氧器(205)用于降低流入除氧器(205)內的工質的含氧量；給水泵(206)用于向二回路(2)中循環的工質提供動能；高壓加熱器(207)用于將流入其中的工質加熱；從蒸汽發生器(103)蒸汽出口流出的高...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐力，葛政法，張新海，趙有，楊冰，王爽，鄧治國，張新生，裴啟林，楊旭，
申請(專利權)人：中核遼寧核電有限公司，
類型：新型
國別省市：遼寧;21