余热发电系统、方法以及包括该余热发电系统的核电站.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110190711A(43)申请公布日2019.08.30(21)申请号201910496286.X(22)申请日2019.06.10(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人董哲刘苗李博文姜頔黄晓津(74)专利代理机构北京律和信知识产权代理事务所(普通合伙)11446代理人郝文博韩炜(51)Int.Cl.H02K7/18(2006.01)H02J7/14(2006.01)H02K7/14(2006.01)G21C15/18(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图5页(54)发明名称余热发电系统、方法以及包括该余热发电系统的核电站(57)摘要本发明提供一种可用于反应堆的余热发电系统，包括：风门，所述风门可在关闭状态和开启状态之间运动；以及风轮，所述风轮设置在所述风门的下游；电机，所述电机与所述风轮相连接，并且可在电动机模式和发电机模式之间切换，其中在所述电动机模式下，所述电机驱动所述风轮旋转；在所述发电机模式下，所述风轮驱动所述电机进行发电。CN110190711ACN110190711A权利要求书1/1页1.一种可用于反应堆的余热发电系统，包括：风门，所述风门可在关闭状态和开启状态之间运动；以及风轮，所述风轮设置在所述风门的下游；电机，所述电机与所述风轮相连接，并且可在电动机模式和发电机模式之间切换，其中在所述电动机模式下，所述电机驱动所述风轮旋转；在所述发电机模式下，所述风轮驱动所述电机进行发电。2.根据权利要求1所述的余热发电系统，还包括电机切换控制系统，所述电机切换控制系统与所述电机耦合，并根据所述风门的状态和余热发电信号，实现所述电机在发电机模式和电动机模式之间切换。3.根据权利要求1或2所述的余热发电系统，还包括风门控制系统，所述风门控制系统与所述风门耦合，并根据所述风门的状态和风门开启信号，控制所述风门的开闭。4.根据权利要求1或2所述的余热发电系统，还包括整流器，所述整流器与所述电机耦合，并在所述发电机模式下，将所述电机产生的电流转换为直流。5.根据权利要求4所述的余热发电系统，还包括整流控制系统，所述整流控制系统与所述电机和整流器耦合，并根据所述电机的状态参数，产生脉冲序列波信号，并提供给所述整流器。6.根据权利要求4所述的余热发电系统，还包括蓄电池，所述蓄电池与所述整流器连接。7.根据权利要求2所述的余热发电系统，其中所述电机通过交流母线断路器连接到交流母线，所述电机切换控制系统控制所述交流母线断路器的通断。8.根据权利要求4所述的余热发电系统，所述电机通过机端断路器连接到所述整流器，所述电机切换控制系统控制所述机端断路器的通断。9.一种核电站，包括：反应堆；空冷塔；设置在所述空冷塔内的空冷器，所述空冷器可接收来自所述反应堆的余热并传递给空冷塔内的空气；如权利要求1-8中任一项所述的余热发电系统，设置在所述空冷塔内。10.根据权利要求9所述的余热发电系统，当所述反应堆停堆时，打开所述风门，所述电机被切换到发电机模式。11.一种可用于如权利要求1-8中任一项所述的余热发电系统的控制方法，包括：当反应堆停堆时，打开所述风门；将所述电机切换到发电机模式；和储存所述电机产生的电能。2CN110190711A说明书1/10页余热发电系统、方法以及包括该余热发电系统的核电站技术领域[0001]本发明属于核能科学与工程领域，具体来说，是一种利用反应堆停堆时产生的余热来驱动的风力发电技术方案。背景技术[0002]在经历了美国三里岛和前苏联切尔诺贝利的核事故后，核电发展越来越重视安全这一重要因素。在目前的反应堆设计和运行过程中，安全性一直处于首要考虑的地位。其中，在反应堆停堆后保持对核电厂的监控是加强核安全过程中必不可少的一个环节。因此，电源的多样性对于提高停堆后监控系统的可靠性具有重要作用。[0003]目前，核电厂的厂用电电源包括电厂发电机供电，主电网供电，辅助电网供电，应急柴油机供电，蓄电池供电。厂用电用于电厂各类水泵，风机，测量仪器仪表及保护等设备的供电。当电厂正常运行时，厂用电由发电机供电提供；当反应堆停堆后，发电机不发电，厂用电由主电网经变压器后提供；当主电网故障时，切换到辅助电网提供厂用电，此时，厂用电仅提供一些重要负荷使用；进一步的，当辅助电网不可用时，应急柴油电机提供供电。此外，蓄电池可以为全厂的信号系统，仪表等重要设备供电，但是供电时间只能维持一小时左右。核电厂的各类测量系统和保护系统在任何情况下都需要保持在运行状态，因此这些系统和设备的必须有多种备用电源，保证能够连续不间断的供电。当反应堆停堆且丧失各类厂用电电源时，测量和保护等系统设备无法正常工作，可能引起核电厂的安全事故。因此，增加厂用