核能发电系统及其控制方法.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CN108729967A(43)申请公布日2018.11.02(21)申请号201710284510.XG21D3/18(2006.01)(22)申请日2017.04.25F04D15/00(2006.01)(71)申请人国家电投集团科学技术研究院有限公司地址102209北京市昌平区未来科技城国家电投集团科学技术研究院有限公司院内A座8层至11层(72)发明人杨凯(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人张润(51)Int.Cl.F01K23/10(2006.01)F01K19/00(2006.01)G21D1/02(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图5页(54)发明名称核能发电系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种核能发电系统及其控制方法，其中，系统包括第一回路系统；第二回路系统；余热回收系统，以回收核电系统中汽轮机的出口蒸汽的余热能；冷却水系统；控制系统，根据集成信号器采集的多个集成信号驱动相关设备，以将余热能转化为电能并对核电系统供电。该系统可以回收核电系统中汽轮机出口水蒸汽的余热能，将其转换为电能输出，输出的电能供核电站用电设备使用，实现核电系统中核能的综合利用，提高核能利用效率，节约能源，降低成本。CN108729967ACN108729967A权利要求书1/2页1.一种核能发电系统，其特征在于，包括：第一回路系统，所述第一回路系统包括依次首尾相连的压力容器、稳压器、蒸汽发生器和主泵；第二回路系统，所述第二回路系统包括依次首尾相连的所述蒸汽发生器、汽轮机、蒸发器、第一冷凝器和主给水泵，其中，第一发电机组与所述汽轮机同轴相连；余热回收系统，所述余热回收系统由有机朗肯循环和电加热器组成，其包括依次首尾相连的所述蒸发器、所述电加热器、膨胀机、第二冷凝器、储液罐和工质泵，其中，第二发电机组与所述膨胀机同轴相连，以回收核电系统中所述汽轮机的出口蒸汽的余热能；冷却水系统，所述冷却水系统包括第一冷却水泵和第二冷却水泵，所述第一冷却水泵设置于第一冷凝器的冷端进口，用于提供冷却水，所述第二冷却水泵设置于第二冷凝器的冷端进口，用于提供冷却水；以及控制系统，所述控制系统包括采集控制系统和与所述采集控制系统相连的第一至第七集成信号器、所述主泵、所述稳压器、所述电加热器、所述主给水泵、所述工质泵、所述第一冷却水泵和所述第二冷却水泵，其中，第一集成信号器设置于所述汽轮机的出口管路，第二集成信号器设置于所述蒸发器的热端出口管路，第三集成信号器设置于所述第一冷凝器的热端出口管路，第四集成信号器设置于所述电加热器的出口管路，第五集成信号器设置于所述膨胀机的出口管路，第六信号集成器设置于所述第二冷凝器的热端出口管路，第七信号集成器设置于所述蒸发器的冷端出口管路，所述采集控制系统用于根据集成信号器采集的多个集成信号驱动相关设备，以将所述余热能转化为电能并对所述核电系统供电。2.根据权利要求1所述的核能发电系统，其特征在于，所述第二回路系统还包括：止回阀，所述止回阀分别与所述蒸发器和所述第一冷凝器相连；第一阀门，所述第一阀门分别与所述汽轮机和所述止回阀相连，用于旁通所述蒸发器；第二阀门，所述第二阀门分别与所述汽轮机和所述蒸发器相连。3.根据权利要求2所述的核能发电系统，其特征在于，所述余热回收系统还包括：第三阀门，所述第三阀门分别与所述电加热器和所述膨胀机相连；第四阀门，所述第四阀门分别与所述电加热器和所述第二冷凝器相连，用于旁通所述膨胀机。4.根据权利要求3所述的核能发电系统，其特征在于，所述采集控制系统包括：采集模块，所述采集模块分别与所述第一至第七集成信号器和所述第二发电机组相连，以采集所述多个集成信号；控制模块，所述控制模块分别与所述采集模块和所述相关设备相连，其中，所述相关设备包括所述主泵的驱动电机、所述稳压器、所述电加热器、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门、所述主给水泵的驱动电机、所述工质泵的驱动电机、所述第一冷却水泵的驱动电机和所述第二冷却水泵的驱动电机相连中的一个或多个。5.根据权利要求1-4任一项所述的核能发电系统，其特征在于，所述余热回收系统的工作介质采用有机工质R245fa。6.根据权利要求1所述的核能发电系统，其特征在于，集成信号包括温度信号、压力信号和流量信号中的一个或多个。7.一种核能发电系统的控制方法，其特征在于，采用根据权利要求1-6任一项所述的系2CN108729967A权利要求书2/2页统，其中，方法包括：采集第一集成信号器的集成信号，以获取所需有机工质的质量和流量，并且确定工质泵的转速；根据所述第一集成信号器的集成信号判断蒸汽压力、温度、流量是否恒定不变，其中，如果所述蒸汽