[发明专利]一种高温气冷堆与低温多效蒸馏海水淡化的耦合装置

说明书

技术领域

本发明属于能源综合利用领域，具体涉及一种将高温气冷堆发电后凝结水（汽）热量提供给低温多效蒸馏海水淡化装置的系统。

背景技术

高温气冷堆采用氦气作冷却剂，石墨作慢化剂和结构材料，由许多微小的“包覆颗粒”核燃料弥散在石墨中组成燃料元件。堆芯出口氦气温度可达700-950℃。石岛湾高温气冷堆核电站是中国拥有自主知识产权的第一座高温气冷堆示范电站，也是世界上第一座具有第四代核能系统安全特性模块式高温气冷堆商用规模示范电站。目前该核电站设计没有采用一回路氦气直接发电，而是采用二回路高温高压蒸汽通过超高压凝汽式汽轮机发电。二回路发电后凝结水（汽）仍然要像其它核电站一样，使用大量海水进行冷却以达到主给水参数要求。出于安全角度考虑，通常核电站这部分热量只能被海水带走而不被利用，造成极大的能源浪费。

发明内容

为了合理利用高温气冷堆二回路凝结水（汽）热能并耦合低温多效海水淡化装置，本发明的目的在于提供一种高温气冷堆与低温多效蒸馏海水淡化的耦合装置。

本发明采用以下的技术方案：

一种高温气冷堆与低温多效蒸馏海水淡化的耦合装置，其特征在于是在高温气冷堆发电后二回路凝结水或汽管道上增加冷凝旁路；

该冷凝旁路设置换热装置，换热装置的冷却用海水输出管道连接至闪蒸罐，闪蒸罐顶部的生蒸汽输出管道连接至多效蒸馏海水淡化装置，闪蒸罐底部的换热后热海水输出管道后与冷却用海水输送管道合并后连接至冷凝旁路的换热装置；闪蒸罐底部、多效蒸馏海水淡化装置底部的浓海水输出管道合并后排入大海。

通过调整冷凝旁路管径控制进入旁路管道的凝结水（汽）的流量。高温气冷堆发电后二回路凝结水（汽）与64℃左右的冷却用海水在冷凝旁路的换热装置中换热，海水被加热至99℃左右后进入闪蒸罐闪蒸，产生符合低温多效蒸馏海水淡化装置生蒸汽要求的70℃左右低压蒸汽，闪蒸罐中热海水经闪蒸后温度也降至70℃左右，该热海水经中间循环泵增压并与海水泵补充进来的冷却用海水混合形成约64℃海水进入换热装置中继续换热。闪蒸罐中浓海水浓度达到海水浓度约2倍后从闪蒸罐底部管道排出并与低温多效蒸馏海水淡化装置排出的近似浓度浓海水管道汇合，最终被排入大海或被利用。

70℃左右低压生蒸汽进入产水比达8~10的低温多效蒸馏海水淡化装置可生产大量淡水。旁路中凝结水（汽）换热后再从旁路回路回到原管与其余凝结水（汽）汇合。汇合后凝结水（汽）再进入冷凝器与大量海水换热冷凝至主给水参数要求。

高温气冷堆属于第四代先进核能系统，具有固有安全特性，即在丧失冷却剂事故下，不采取任何应急冷却措施，燃料元件的最高温度不会超过其设计损坏限值，从而在技术上排除场外应急的需要。这使得利用高温气冷堆发电后凝结水（汽）的热量成为可能。该系统通过旁路换热与闪蒸装置将高温气冷堆与低温多效蒸馏海水淡化装置耦合，提高高温气冷堆能源利用效率和商业价值。

附图说明

图1是本发明所采用装置的连接关系示意图。其中：1.高温气冷堆，2.蒸汽发生器，3.汽轮机，4.冷凝器，5.冷凝器，6.闪蒸罐，7.低温多效蒸馏海水淡化装置，8.给水泵，9.中间循环泵，10.海水泵，11.海水泵，12.海水泵，a.旁路管道入口，b.旁路管道出口。

具体实施方式

结合图1与实施例对本专利技术进一步详细阐述：

实施例1

图1是本发明所采用装置的连接关系示意图，参照图1所示，总热功率500MW的高温气冷堆1中750℃氦气与蒸汽发生器2的205℃主给水进行热交换后冷却至250℃回到高温气冷堆1，主给水加热后形成高温高压主蒸汽（540℃，18MPa，716t/h）推动汽轮机3转动发电，电功率200MW，发电后凝结水（汽）中238t/h流量直接流向冷凝器5，另478t/h流量的凝结水（汽）由旁路管道入口a进入冷凝旁路，在冷凝器4将海水加热至99℃，热海水进入闪蒸罐6减压闪蒸得到119t/h的70℃生蒸汽进入后续低温多效蒸馏海水淡化装置7生产淡水。从闪蒸罐产生的64℃海水被中间循环泵9泵入冷凝器4中继续被加热到99℃，经过继续闪蒸浓缩，直到热海水被浓缩成浓度增加一倍的浓海水后，与低温多效蒸馏海水淡化装置7的浓海水汇合排出。被海水换热后的478t/h流量凝结水（汽）通过旁路管道出口b与其余238t/h凝结水（汽）汇合后再进入冷凝器5与大量海水换热。