CN105060378A - 一种核能海水淡化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种核能海水淡化系统，包括蒸汽发生器、第一热交换器、闪蒸装置、冷凝器，所述蒸汽发生器出口经热交换器进口调节阀通过主蒸汽管线连接到所述第一热交换器的第一进口，所述热交换器第一出口经给水泵、给水隔离阀、给水止回阀通过给水管线连接到所述蒸汽发生器的入口，所述第一热交换器第二出口经第一热交换器出口减压阀连接所述闪蒸装置，所述闪蒸装置经淡水管线调节阀连接到冷凝器。本发明提供的一种核能海水淡化系统，可以利用核能提供大量淡水蒸汽、生活或生产用水，充分利用余热提高热利用率和经济性。并设置了非能动余热排出系统，具有安全和可靠的优点。
Description
技术领域
本发明涉及核电站供热及供水领域，具体地涉及一种核能海水淡化系统。
背景技术
淡水是人类赖以生存的源泉，随着人类社会的进步和发展，对淡水资源的需求越来越大。地球上的淡水资源是有限的，但海水几乎是无穷无尽的。因此海水淡化技术也不断的发展，成本也逐渐的降低，在很多国家的工业用水都来自海水淡化技术。闪蒸是目前主要的海水淡化技术，所谓的闪蒸是使热原料水引入到一个压力较低的空间内，由于环境压力低于受热原料水的温度所对应的饱和蒸汽压，此时原料水作为过热水而急速地部分汽化，产生蒸汽，经冷凝而变成淡水。
闪蒸系统首先需要将海水加热，热电联产闪蒸海水淡化技术是利用火电提供热能。核能是一种清洁能源，可以提供大量热源供海水淡化技术使用。如果能设计一种利用核能的海水淡化系统，则可以核能的优势，将其建在海边，利用海水淡化技术大量提供淡水，满足生产生活需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核能海水淡化系统，包括蒸汽发生器、第一热交换器、闪蒸装置、冷凝器，所述蒸汽发生器出口经热交换器进口调节阀通过主蒸汽管线连接到所述第一热交换器的第一进口，所述热交换器第一出口经给水泵、给水隔离阀、给水止回阀通过给水管线连接到所述蒸汽发生器的入口，所述第一热交换器第二出口经第一热交换器出口减压阀连接所述闪蒸装置，所述闪蒸装置经淡水管线调节阀连接到冷凝器。
进一步地，所述蒸汽发生器与所述热交换器之间还并联连接有第二热交换器，所述第二热交换器设置在水箱中，所述第二热交换器一端经隔离阀通过管线连接到主蒸汽管线，所述第二热交换器另一端通过隔离阀、止回阀连接到给水管线。
进一步地，所述系统设置了泄漏检测回路，根据蒸汽发生器二次侧的辐射监测信号及时隔离海水淡化换热回路。
进一步地，所述第二热交换器与所述第一热交换器之间并联连接有汽轮发电机组，所述汽轮发电机组的一端经汽轮机进汽调节阀通过汽轮机进汽管线连接到主蒸汽管线，所述汽轮发电机组的另一端连接到凝汽器，所述凝汽器经凝结水止回阀通过凝结水管连接到给水管路，所述凝汽器的进口通过循环水泵连接到海水源，所述凝汽器的出口连接所述第一换热器的第二进口。
进一步地，循环水经热交换器后进入闪蒸罐，闪蒸后的蒸汽可提供给蒸汽用户，闪蒸后的蒸汽经冷凝后可提供给淡水用户，闪蒸罐的疏水可以作为下一级闪蒸罐的进水，也可以提供给水工业盐生产用户。
本发明的目的在于提供一种核能海水淡化系统，可以利用核能提供大量淡水蒸汽、生活或生产用水，充分利用余热提高热利用率和经济性。并设置了非能动余热排出系统，具有安全和可靠的优点。
为实现所述目的核能海水淡化系统，具有以下主要特点：
利用蒸汽发电机组为本系统提供所需的用电，在蒸汽发生器的蒸汽和给水管线之间设置了换热回路，将核反应堆产生的热量通过蒸汽发生器二次侧的换热回路传输给海水淡化回路。设置了泄漏检测回路，根据蒸汽发生器二次侧的辐射监测信号及时隔离海水淡化换热回路。蒸汽经过热交换器后的冷凝水进入给水管线，并送入蒸汽发生器循环利用。凝汽器的循环水系统出水作为海水淡化回路的水源，从而提高热利用率和经济性。循环水经热交换器后进入闪蒸罐，闪蒸后的蒸汽可提供给蒸汽用户。循环水经热交换器后进入闪蒸罐，闪蒸后的蒸汽经冷凝后可提供给淡水用户。闪蒸罐的疏水可以作为下一级闪蒸罐的进水，也可以提供给水工业盐生产用户。设置了非能动余热排出系统。在丧失给水时，由非能动余热排出系统将堆芯热量带出。
附图说明
图1核能海水淡化系统流程简图。
附图标记
1-反应堆2-反应堆冷却剂管道3-反应堆冷却剂泵4-蒸汽发生器5-主蒸汽管线6-蒸汽释放管线7-蒸汽释放阀8-主蒸汽隔离阀9-余热排出管线进口隔离阀10-余热排出管线11-余热排出热交换器12-水箱13-余热排出管线出口隔离阀14-余热排出管线出口止回阀15-给水管线16-辐射监测仪表17-汽轮机进汽管线18-汽轮机进汽调节阀19-汽轮发电机组20-汽轮机排汽21-凝汽器22-凝结水止回阀23-凝结水管24-给水泵25-给水隔离阀26-给水止回阀27-热交换器进口调节阀28—泄漏隔离信号29-热交换器进口止回阀30-海水源31-循环水泵32-循环水排水管33-循环水排水隔离阀34-热交换器进水隔离阀35—热交换器36—热交换器出口减压阀37—闪蒸罐38-闪蒸罐蒸汽管线39-闪蒸蒸汽调节阀40-蒸汽用户41-闪蒸淡水管线42-淡水管线调节阀43-冷却水44-冷凝器45-淡水用户46-闪蒸罐疏水管47-闪蒸罐疏水减压阀48-工业盐用户或下一级闪蒸罐
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
为了更清晰的理解本发明，下面以核能海水淡化系统运行为例，结合图1对本发明的核能海水淡化系统作进一步说明。
核能海水淡化系统设置在反应堆的安全壳外，利用蒸汽发电机组为本系统提供所需的用电，通过蒸汽管线和给水管线之间的换热回路，向海水输送大量的热量。系统正常运行时，通过余热排出管线进口隔离阀9、余热排出管线出口隔离阀13和余热排出管线出口止回阀14与主蒸汽管线5和给水管线15隔离。反应堆1中的热量通过反应堆冷却剂管道2和反应堆冷却剂泵3传递给蒸汽发生器4，主蒸汽管线5中的蒸汽通过汽轮机进汽管线17和汽轮机进汽调节阀18进入汽轮发电机组19，输出的电能供整个核能海水淡化系统使用，汽轮机排汽20进入凝汽器21冷凝后经凝结水管23进入给水管线15。打开热交换器进口调节阀27，部分主蒸汽进入热交换器37，将热量传递给海水后，经给水泵24、给水隔离阀25和给水调节阀26和给水管线15进入蒸汽发生器4，形成闭合循环。海水源30经循环水泵31加压后在凝汽器21中吸热后进入换热器35，通过循环水排水隔离阀33隔离循环水排水管32，海水被加热后经热交换器出口减压阀36进入闪蒸罐37。加热的海水在闪蒸罐37中闪蒸，闪蒸出的蒸汽进入闪蒸罐蒸汽管线38。闪蒸蒸汽可经闪蒸蒸汽调节阀39后提供给蒸汽用户40，也可以进入闪蒸淡水管线41，经淡水管线调节阀42后进入冷凝器44，经过冷却水43冷却后，提供给淡水用户45。闪蒸罐37的疏水可经闪蒸罐疏水管46和闪蒸罐疏水减压阀47，提供给工业盐用户或下一级闪蒸罐48。
当无需海水淡化系统运行时，通过热交换器进口调节阀27和热交换器出口止回阀29将热交换器35与主蒸汽管线5和给水管线15隔离。同时关闭热交换器进水隔离阀34，打开循环水排水隔离阀33，让循环水从循环水排水管32排出。
当一回路发生器泄漏时，通过蒸汽发生器4上的辐射监测仪表16发出泄漏隔离信号28，关闭主蒸汽隔离阀8和给水隔离阀25，从而有效的防止放射性进入汽轮发电机组和海水淡化回路。此时，打开余热排出管线进口隔离阀9和余热排出管线出口隔离阀13，通过余热排出热交换器11将热量传递给水箱12中的水，并最终传递给大气，实现带走堆芯热量。
当发生丧失给水事件时，关闭主蒸汽隔离阀8和给水隔离阀25，打开余热排出管线进口隔离阀9和余热排出管线出口隔离阀13，通过余热排出热交换器11将热量传递给水箱12中的水，并最终传递给大气，实现余热排出系统功能。
上述过程利用核能提供大量淡水蒸汽、生活或生产用水，充分利用余热提高热利用率和经济性。并设置了非能动余热排出系统，具有安全和可靠的优点。
前述各部件的连接仅为本发明的示例性说明并非限制性说明，也可以是其他连接方式。
虽然已经附图全面描述例子，但各种示图可示出本公开的示例架构或其他配置，其用来帮助理解可在本公开中包括的特征和功能。本公开不限于示出的示例性架构或配置，而是可用各种替代性架构和配置被实现。另外，虽然以上关于各种例子和实现描述了本公开，但应理解，在例子中的一个或更多个描述的各种特征和功能在它们的适用性方面不限于描述它们的特定例子。而是，对于本公开的其他例子中的一个或更多了，它们可单独地或者以某种组合被应用，不管这样的例子是否被描述，并且不管这样的特征作为描述的例子的一部分被该处。再次，本公开的范围不应被上述例子的任一个限制。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种核能海水淡化系统，其特征在于，包括蒸汽发生器、第一热交换器、闪蒸装置、冷凝器，所述蒸汽发生器出口经热交换器进口调节阀通过主蒸汽管线连接到所述第一热交换器的第一进口，所述热交换器第一出口经给水泵、给水隔离阀、给水止回阀通过给水管线连接到所述蒸汽发生器的入口，所述第一热交换器第二出口经第一热交换器出口减压阀连接所述闪蒸装置，所述闪蒸装置经淡水管线调节阀连接到冷凝器。
2.如权利要求1所述的核能海水淡化系统，其特征在于，所述蒸汽发生器与所述热交换器之间还并联连接有第二热交换器，所述第二热交换器设置在水箱中，所述第二热交换器一端经隔离阀通过管线连接到主蒸汽管线，所述第二热交换器另一端通过隔离阀、止回阀连接到给水管线。
3.如权利要求1所述的核能海水淡化系统，其特征在于，所述系统设置了泄漏检测回路，根据蒸汽发生器二次侧的辐射监测信号及时隔离海水淡化换热回路。
4.如权利要求2所述的核能海水淡化系统，其特征在于，所述第二热交换器与所述第一热交换器之间并联连接有汽轮发电机组，所述汽轮发电机组的一端经汽轮机进汽调节阀通过汽轮机进汽管线连接到主蒸汽管线，所述汽轮发电机组的另一端连接到凝汽器，所述凝汽器经凝结水止回阀通过凝结水管连接到给水管路，所述凝汽器的进口通过循环水泵连接到海水源，所述凝汽器的出口连接所述第一换热器的第二进口。
5.如权利要求4所述的核能海水淡化系统，其特征在于，循环水经热交换器后进入闪蒸罐，闪蒸后的蒸汽可提供给蒸汽用户，闪蒸后的蒸汽经冷凝后可提供给淡水用户，闪蒸罐的疏水可以作为下一级闪蒸罐的进水，也可以提供给水工业盐生产用户。
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