[发明专利]一种快堆二氧化碳发电的系统和方法

权利要求书

1.一种快堆二氧化碳发电的系统，其特征在于，包括快堆堆芯(1)、钠泵(2)和钠氦换热器(3)；其中，

钠氦换热器(3)是一种管壳式换热器，钠在换热器的壳侧，氦气在换热器的管侧，由快堆堆芯(1)、钠泵(2)和钠氦换热器(3)壳侧及其连接的管道形成了快堆二氧化碳发电系统的一回路，一回路内布置有电加热装置，一回路的介质为钠，电加热装置能够将与介质加热到200℃以上。

2.根据权利要求1所述的一种快堆二氧化碳发电的系统，其特征在于，快堆堆芯(1)的出口接在钠氦换热器(3)的壳侧入口，钠氦换热器(3)的壳侧出口接在钠泵(2)的入口，钠泵(2)的出口接在快堆堆芯(1)的入口。

3.根据权利要求2所述的一种快堆二氧化碳发电的系统，其特征在于，还包括氦气风机(4)和氦-二氧化碳换热器(5)；其中，

氦-二氧化碳换热器(5)是一种印刷线路板换热器，换热器第一侧为氦气，换热器第二侧为二氧化碳，由钠氦换热器(3)管侧、氦气风机(4)、氦-二氧化碳换热器(5)第一侧及其连接的管道形成了快堆二氧化碳发电系统的二回路，二回路的介质为氦气。

4.根据权利要求3所述的一种快堆二氧化碳发电的系统，其特征在于，氦气风机(4)的出口接在钠氦换热器(3)的管侧入口，钠氦换热器(3)的管侧出口接在氦-二氧化碳换热器(5)的第一侧入口，氦-二氧化碳换热器(5)的第一侧出口接在氦气风机(4)的入口。

5.根据权利要求4所述的一种快堆二氧化碳发电的系统，其特征在于，还包括二氧化碳压缩机(6)、二氧化碳透平(7)和发电机(8)；其中，

由氦-二氧化碳换热器(5)第二侧、二氧化碳压缩机(6)、二氧化碳透平(7)其连接的管道形成了快堆二氧化碳发电系统的三回路，三回路的介质为二氧化碳气体。

6.根据权利要求5所述的一种快堆二氧化碳发电的系统，其特征在于，氦-二氧化碳换热器(5)的第二侧出口接在二氧化碳透平(7)的入口，二氧化碳透平(7)的出口接在二氧化碳压缩机(6)的入口，二氧化碳压缩机(6)的出口接在氦-二氧化碳换热器(5)的第二侧入口，二氧化碳透平(7)带动发电机(8)发电。

7.一种快堆二氧化碳发电的方法，其特征在于，该方法基于权利要求6所述的一种快堆二氧化碳发电的系统，包括以下步骤：

在快堆氦二氧化碳发电的系统启动初期，启动氦气风机(4)建立二回路的氦气循环；

启动一回路的电加热装置，将一回路钠加热到200℃以上，一回路钠全部熔化为液态后，启动钠泵(2)，建立起一回路液钠循环；

启动三回路二氧化碳压缩机(6)及二氧化碳透平(7)的盘车装置，建立起三回路的二氧化碳循环；

提升快堆堆芯(1)的核功率，当核功率大于一回路的电加热功率后，停掉一回路的电加热装置；

继续提升核功率，此时一回路的钠温、二回路的氦气温度、二回路的氦气压力、三回路的二氧化碳温度、三回路的二氧化碳压力持续提升；

随着三回路的二氧化碳温度、压力持续提升，二氧化碳透平(7)的转速持续提高，此时可以停掉二氧化碳透平(7)的盘车装置；

当二氧化碳透平(7)转速达到额定转速后，发电机(8)发电并网；

随着快堆堆芯(1)的核功率提高，发电机(8)对外输出功率提高，直至核功率达到额定功率。

8.根据权利要求7所述的一种快堆二氧化碳发电的方法，其特征在于，提高反应堆功率，发电机(8)发电负荷增加，降低反应堆功率，发电机(8)发电负荷减小，发电负荷根据需要增加或减少。