本發(fā)明屬于核電低溫供熱堆，具體涉及了一種低溫供熱堆系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、低溫供熱堆是一種專門提供熱能的反應(yīng)堆。主要應(yīng)用于城市區(qū)域供熱、工業(yè)熱能供熱等，與傳統(tǒng)核電站相比，低溫供熱堆具有較低的工作壓力和更高的安全性。由于直接提供熱能，無(wú)需經(jīng)過(guò)發(fā)電過(guò)程，低溫供熱堆的能源利用效率更高，經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，低溫供熱堆在提供清潔、可靠熱能方面展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。而供熱量的需求往往隨著季節(jié)和時(shí)段變化，因此要求低溫供熱堆具備一定的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，能夠靈活響應(yīng)供熱需求。

2、海水淡化技術(shù)常與低溫供熱堆調(diào)峰相結(jié)合，在電滲析過(guò)程中，電場(chǎng)促使水中的鹽離子通過(guò)選擇性離子交換膜遷移，從而實(shí)現(xiàn)淡化，低溫供熱堆產(chǎn)生的熱能不僅能提升進(jìn)水溫度，提高離子遷移速率和電滲析效率，還能減少膜污染和污垢，延長(zhǎng)膜的使用壽命。該創(chuàng)新方案有望成為解決全球水資源短缺問(wèn)題的重要手段，盡管如此，通過(guò)熱交換設(shè)備直接將低溫供熱堆剩余蒸汽熱量用于加熱海水淡化裝置的給水，那么海水淡化的穩(wěn)定淡水輸出嚴(yán)重依賴于低溫供熱堆的穩(wěn)定運(yùn)行以及供熱用戶端的負(fù)荷穩(wěn)定性，但是用戶端負(fù)荷的季節(jié)性變化是客觀存在的，因此需要尋求其他方式保證海水淡化裝置的穩(wěn)定淡水供應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種低溫供熱堆系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)低溫供熱堆靈活的負(fù)荷調(diào)節(jié)以及能夠使得熱量持續(xù)、穩(wěn)定地供給海水淡化裝置的供給水，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的淡水供應(yīng)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本發(fā)明提出一種低溫供熱堆系統(tǒng)，包括：

3、低溫供熱堆模塊，所述低溫供熱堆模塊包括集成于安全殼內(nèi)的冷卻劑循環(huán)回路、連接安全殼內(nèi)堆芯產(chǎn)熱系統(tǒng)與蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的中間回路以及用于給用戶端供應(yīng)蒸汽的三回路；

4、多級(jí)相變儲(chǔ)熱模塊，所述多級(jí)相變儲(chǔ)熱模塊包括多個(gè)多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器，所述多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器包括外壁、設(shè)置在所述外壁內(nèi)的相變儲(chǔ)熱換熱組件以及填充于所述相變儲(chǔ)熱換熱組件與所述外壁之間的相變材料填充層，所述相變儲(chǔ)熱換熱組件和所述相變材料填充層用于吸收并儲(chǔ)存來(lái)自所述三回路的高溫蒸汽的熱量，所述相變儲(chǔ)熱換熱組件內(nèi)形成有低溫工質(zhì)流道和蒸汽流道，所述蒸汽流道通過(guò)一管路連接所述三回路靠近用戶端的一端。

5、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述相變儲(chǔ)熱換熱組件包括多組相變材料填充件，每一組的外圍環(huán)繞設(shè)置有第一換熱板以形成環(huán)繞所述相變材料填充件的流道，每一組中相鄰的兩個(gè)所述相變材料填充件之間設(shè)置有第二換熱板，以將所述流道分隔為所述低溫工質(zhì)流道和所述蒸汽流道。

6、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，沿所述多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器的橫截面，多個(gè)所述相變材料填充件、所述低溫工質(zhì)流道和所述蒸汽流道呈蜂窩狀布置。

7、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每一組的外圍環(huán)繞設(shè)置的所述第一換熱板為波浪狀結(jié)構(gòu)。

8、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，相鄰兩組中的低溫工質(zhì)流道和蒸汽流道相鄰布置。

9、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述低溫工質(zhì)流道和所述蒸汽流道內(nèi)的流動(dòng)介質(zhì)的流道方向相反。

10、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述外壁與所述相變材料填充層之間由內(nèi)向外依次設(shè)置有緩沖層和保溫層。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)所述多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器之間并聯(lián)連接。

12、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括海水淡化裝置，所述海水淡化裝置通過(guò)一管路與所述相變儲(chǔ)熱換熱器低溫工質(zhì)流道的出口連通，所述低溫工質(zhì)流道的入口用于向所述低溫工質(zhì)流道內(nèi)注入低溫海水。

13、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括入口海水溫度控制系統(tǒng)，其包括：

14、調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥設(shè)置于所述低溫工質(zhì)流道的入口處；

15、溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置于所述海水淡化裝置的入口，用于獲取進(jìn)入所述海水淡化裝置的海水溫度值；

16、控制器，所述控制器與所述調(diào)節(jié)閥和所述溫度傳感器電連接，所述控制器依據(jù)所述海水淡化裝置入口海水溫度值控制所述調(diào)節(jié)閥的閥門開度。

17、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器內(nèi)存儲(chǔ)有溫度設(shè)定值，所述控制器依據(jù)所述溫度設(shè)定值與所述海水淡化裝置入口海水溫度值控制所述調(diào)節(jié)閥的閥門開度，以調(diào)節(jié)進(jìn)入所述多級(jí)相變儲(chǔ)熱模塊的海水流量，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入所述海水淡化裝置的海水溫度。

18、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)所述多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器中的低溫工質(zhì)流道的入口均設(shè)置有所述調(diào)節(jié)閥。

19、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述相變材料填充件、所述低溫工質(zhì)流道內(nèi)的低溫工質(zhì)和所述蒸汽流道內(nèi)的高溫蒸汽三者之間兩兩相互換熱。

20、本發(fā)明提出一種低溫供熱堆系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)計(jì)多級(jí)相變儲(chǔ)熱模塊，多級(jí)相變儲(chǔ)熱模塊中多個(gè)并聯(lián)的多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器采用仿生學(xué)設(shè)計(jì)，具有較大的換熱面積和高效的換熱效率，且其獨(dú)特的流道設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)海水、抽蒸汽和相變材料三者的兩兩相互換熱，多余的、任意量的高溫蒸汽排入多級(jí)相變儲(chǔ)熱模塊被存儲(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)低溫供熱堆系統(tǒng)的靈活調(diào)峰。

21、本發(fā)明提出一種低溫供熱堆系統(tǒng)，通過(guò)多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器將高溫蒸汽熱量存儲(chǔ)起來(lái)，并用于加熱電滲析海水淡化裝置的入口海水，以提高海水淡化效率。海水溫度控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入多級(jí)相變儲(chǔ)熱模塊的流量從而控制被加熱的海水溫度，控制海水淡化裝置的入口海水的溫度，使海水淡化裝置穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

技術(shù)特征：

1.一種低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，所述相變儲(chǔ)熱換熱組件包括多組相變材料填充件，每一組的外圍環(huán)繞設(shè)置有第一換熱板以形成環(huán)繞所述相變材料填充件的流道，每一組中相鄰的兩個(gè)所述相變材料填充件之間設(shè)置有第二換熱板，以將所述流道分隔為所述低溫工質(zhì)流道和所述蒸汽流道。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，沿所述多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器的橫截面，多個(gè)所述相變材料填充件、所述低溫工質(zhì)流道和所述蒸汽流道呈蜂窩狀布置。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，每一組的外圍環(huán)繞設(shè)置的所述第一換熱板為波浪狀結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，相鄰兩組中的低溫工質(zhì)流道和蒸汽流道相鄰布置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫工質(zhì)流道和所述蒸汽流道內(nèi)的流動(dòng)介質(zhì)的流道方向相反。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，所述外壁與所述相變材料填充層之間由內(nèi)向外依次設(shè)置有緩沖層和保溫層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)所述多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器之間并聯(lián)連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，還包括海水淡化裝置，所述海水淡化裝置通過(guò)一管路與所述相變儲(chǔ)熱換熱器低溫工質(zhì)流道的出口連通，所述低溫工質(zhì)流道的入口用于向所述低溫工質(zhì)流道內(nèi)注入低溫海水。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，還包括入口海水溫度控制系統(tǒng)，其包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器內(nèi)存儲(chǔ)有溫度設(shè)定值，所述控制器依據(jù)所述溫度設(shè)定值與所述海水淡化裝置入口海水溫度值控制所述調(diào)節(jié)閥的閥門開度，以調(diào)節(jié)進(jìn)入所述多級(jí)相變儲(chǔ)熱模塊的海水流量，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入所述海水淡化裝置的海水溫度。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，每一個(gè)所述多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器中的低溫工質(zhì)流道的入口均設(shè)置有所述調(diào)節(jié)閥。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫供熱堆系統(tǒng)，其特征在于，所述相變材料填充件、所述低溫工質(zhì)流道內(nèi)的低溫工質(zhì)和所述蒸汽流道內(nèi)的高溫蒸汽三者之間兩兩相互換熱。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種低溫供熱堆系統(tǒng)，包括：低溫供熱堆模塊，包括用于給用戶端供應(yīng)蒸汽的三回路；多級(jí)相變儲(chǔ)熱模塊，包括多個(gè)多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器，多級(jí)相變儲(chǔ)熱換熱器包括外壁、設(shè)置在所述外壁內(nèi)的相變儲(chǔ)熱換熱組件以及填充于相變儲(chǔ)熱換熱組件與外壁之間的相變材料填充層，相變儲(chǔ)熱換熱組件內(nèi)形成有低溫工質(zhì)流道和蒸汽流道，蒸汽流道通過(guò)一管路連接三回路靠近用戶端的一端。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)海水、抽蒸汽和相變材料三者的兩兩相互換熱，多余的、任意量的高溫蒸汽排入多級(jí)相變儲(chǔ)熱模塊被存儲(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)低溫供熱堆系統(tǒng)的靈活調(diào)峰，被存儲(chǔ)的熱量能用于加熱進(jìn)入海水淡化裝置的海水，還能控制進(jìn)入海水淡化裝置的海水溫度，使海水淡化裝置穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：呂紅,羅福紅,洪浩,陳明亮,郭景任,秦戈,黃政鋒,何世賢
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中廣核工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2