[实用新型]一种采用磁流体发电装置的闭式高温气冷堆系统

说明书

一种采用磁流体发电装置的闭式高温气冷堆系统，包括磁流体发电装置和高温氦气透平发电系统；磁流体发电装置包括核反应堆，核反应堆连接预电离装置，预电离装置输出的导电流体进入盘式磁流体发电机，入盘式磁流体发电机产生的电能一部分为预电离装置和盘式磁流体发电机的超导磁体供电，另一部分并入电网；高温氦气透平发电系统包括盘式磁流体发电机，盘式磁流体发电机连接氦气透平，氦气透平上设置发电机、低压压气机和高压压气机，氦气透平的排气端通过回热器后连接预冷器，预冷器通过低压压气机连接中间冷却器，中间冷却器经过回热器高压侧后连接核反应堆。本实用新型将磁流体发电装置与闭式循环的高温气冷堆进行系统耦合，满足不同运行要求。

技术领域

本实用新型涉及闭式布雷顿循环高温气冷堆综合利用技术领域，具体涉及一种采用磁流体发电装置的闭式高温气冷堆系统。

背景技术

核能作为一种清洁高效的低碳能源不会产生二氧化碳等温室气体，也不会产生烟尘污染空气，大力发展核能对于实现工矿企业的能源转型和碳达峰碳中和目标的实现具有重大意义。

高温气冷堆作为第四代核能系统采用氦气作为循环工质具有更好的安全性和经济性。目前核反应堆出口的高温氦气通过氦气透平做功产生电能，实现热能的单次转换，未能充分合理利用清洁无污染的核能，利用率低，造成浪费。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种采用磁流体发电装置的闭式高温气冷堆系统，将磁流体发电装置与闭式循环的高温气冷堆进行系统耦合，采用氦气、氙气混合气体作为工质，实现了混合气工质在盘式磁流体发电装置和氦气透平发电机组的两次做功，梯级利用了高温气冷堆产生的热量。在系统运行过程中可以分别或者综合利用调节核反应堆输出功率、混合气工质电导率、盘式磁流体发电机磁场强度、回路系统压力等方法来调节系统输出功率，满足不同运行要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种采用磁流体发电装置的闭式高温气冷堆系统，包括磁流体发电装置和高温氦气透平发电系统；

所述磁流体发电装置包括核反应堆6，所述核反应堆6产生的高温高压氦气、氙气混合气体工质进入预电离装置7，所述预电离装置7输出的导电流体进入盘式磁流体发电机8中心进气道，在盘式磁流体发电机8中产生的电能通过电源控制器9整流、逆变为工频交流电，一部分为预电离装置7和盘式磁流体发电机8的超导磁体供电，另一部分并入电网；

所述高温氦气透平发电系统包括盘式磁流体发电机8，盘式磁流体发电机8排出的混合气工质进入氦气透平10，所述氦气透平10上设置发电机11、低压压气机2和高压压气机4，所述氦气透平10带动发电机11发电的同时也带动同轴的低压压气机2和高压压气机4对混合气工质进行压缩，所述氦气透平10的排气经过回热器5低压侧并与回热器5高压侧的氦气进行换热，然后进入预冷器1，在预冷器1中被外部循环水冷却后的低温氦气进入低压压气机2，低压压气机2对混合气工质做功使其升温升压，升温升压后的混合气工质进入中间冷却器3，在冷却器3中被外部循环水冷却，随后进入高压压气机4被压缩成高压混合气，高压混合气经过回热器5高压侧被加热后进入核反应堆6。

所述低压压气机2、高压压气机4、氦气透平10和发电机11为同轴布置。

所述回热器5低压侧入口连接氦气透平10出口的低压排气，回热器5低压侧出口连接预冷器1，回热器5高压侧入口连接高压压气机4出口的高压排气，回热器5高压侧出口与核反应堆6入口相连。

在预冷器1与低压压气机2之间连接的管线和回热器5与高压压气机4之间连接的管线之间设置有储气罐13；

所述储气罐13通过储气罐低压压气机侧阀门12和预冷器1与低压压气机2之间的管线相连，储气罐13通过储气罐高压压气机侧阀门14和回热器5与高压压气机4之间的管线相连。

所述预冷器1、中间冷却器3采用厂区循环冷却水进行冷却。