[发明专利]利用低温核供热反应堆非供暖季发电系统与其工作方法

说明书

技术领域

本发明属于低温核供热反应堆非供暖季余热利用技术领域，特别涉及一种利用双循环螺杆机发电技术，永磁驱动，将非供暖季的低温热水或蒸汽的热量回收，并转化为高品质电能的技术。

背景技术

余热余压利用工程是我国《节能中长期发展专项规划》中的十大重点节能工程之一。目前在我国工业的各个领域中存在大量的低温余热资源(250℃以下，低压或常压)，由于缺乏有效的技术手段而没有得到充分利用，传统发电技术的工作参数大多为高参数、大容量，无法利用这部分极为分散但总量巨大的能源。由于低温堆的供热/蒸汽温度级别较低(I型堆三回路供回水温度130/65℃，II型堆蒸汽发生器出口蒸汽温度201.4℃)，除冬季采暖外，在非供暖的其它季节其热能无法得到有效应用。如要停堆，则要有大量繁杂的操作流程和复杂的审批手续。

发明内容

为了解决低温核供热反应堆利用率低，只能冬季(供暖季)运行，而在非供暖季则要停运的问题，本发明通过双循环螺杆膨胀机发电技术对非冬季低温供热堆运行期间的热水或蒸汽进行回收利用，产生高品位电能。

本发明发电系统是这样构成的：

本发明利用低温核供热反应堆非供暖季发电系统，包括核反应供热堆提供的热水源、蒸发器、预热器、储液罐、冷凝器、膨胀机、发电机和冷却塔；所述的发电系统由三组循环回路组成，循环回路一是供热回路，循环回路二是发电及热循环回路，循环回路三是冷却回路。

循环回路一为：热水源的出口通过热水循环泵和逆止阀连接到蒸发器和预热器中的管路一，管路一的出口再通过阀门连接到热水源的回路入口形成循环回路。

循环回路二为：蒸发器和预热器中的管路二的出口通过主汽阀连接螺杆膨胀机的入口，膨胀机带动发电机运转发电，膨胀机的出口通过阀门连接冷凝器中的管路一；冷凝器的管路一的出口连接储液罐，储液罐的出口通过工质泵和逆止阀连接到蒸发器和预热器中的管路二的入口形成循环回路。

循环回路三为：冷凝器中的管路二的出口通过阀门连接到冷却塔的入口，冷却塔的出口通过阀门、冷却水泵与逆止阀连接到冷凝器中的管路二的入口形成循环回路。

循环回路二中，在蒸发器中的管路二的出口与冷凝器的管路一的入口之间，加设了一个旁通管及电磁阀。

螺杆膨胀机上装有转速测量仪，并设定自动预警上下限；膨胀机飞车时控制系统自动打开旁通电磁阀；旁通电磁阀为常开式，当断电时，电磁阀打开使旁通打开。

在上述所有设置有管路一和管路二的设备中，每一设备中的管路一和管路二中的流体的流动方向都是相反的。

满液式蒸发器、预热器、冷凝器均是管壳式的换热设备。

本发明的优点是：适用于具有同类型低温余热热水或蒸汽的领域。适用于各种工作介质。螺杆膨胀动力机是当今国内外唯一能同时适用于过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相湿蒸汽及热水的热动力机，它还适用于低温有机工质。本发明适用于具有同类型低温余热热水或蒸汽的领域。

本发明对工作介质品质要求不高。螺杆膨胀动力机适用于含盐垢的流体，不怕结垢和污染介质，能除垢自洁；未能除去的剩余污垢可以起到减小间隙、减低泄露损失的作用，从而有利于提高机组效率。适合于热源参数大范围波动。螺杆膨胀动力机在热源压力、温度和流量大范围波动情况下，内效率基本不变，能保持机组稳定、安全运行。本发明运行操作简单。螺杆膨胀动力机运行时不暖机、不盘车，直接冲转启动，操作简单，不会造成飞车等生产安全事故，能保持机组稳定、安全运行。本发明结构简单安装容易。发电机组结构简单、占地小、通用性强、可以整机装和移动，合适工业余热的特点和发电利用。维护检修方便，螺杆膨胀动力机零部件少，维修容易，长期无需大修(十年以上)，正常每年一次小修维护，检修简单方便，不需要专业维护技术人员。由于采用永磁涡流柔性传动技术，实现了源动机到负载之间转矩的无接触传递，因为无物理性连接，由连接精度所造成的机械振动和噪音大大降低。

本发明发电机组的动力设备为双螺杆膨胀机，它是一种容积式的全流动力设备，能适应过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相和热水工质。本发明对于开发新型、高效的低温余热发电系统，提高我国能源利用率，节能减排，保护环境，都具有重要的意义。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

其中：热水源1、热水循环泵2、蒸发器3、预热器4、工质泵5、储液罐6、冷却水泵7、冷凝器8、主汽阀9、电磁阀10、膨胀机11、发电机12、冷却塔13。

具体实施方式

下面结合图1对本发明做进一步说明。