一机多网压水堆核电机组供热系统的制作方法
1.本发明涉及核能供热技术领域，具体地，涉及一种一机多网压水堆核电机组供热系。
背景技术：
2.目前，燃煤供热仍然是我国主要的供热方式，由于煤炭为化石燃料，每到采暖季，局部地区会出现雾霾十分严重的现象，因此，急需清洁的供热能源替代常规的燃煤供热。核能作为一种清洁能源，可以替代燃煤热电联产机组并降低碳排放。但是相关技术中，大型压水堆核电的汽轮机的可供抽汽量巨大，一些小型城市的地区热网不能完全消纳压水堆核电的抽汽量。
技术实现要素：
3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本发明实施例提出一种一机多网压水堆核电机组供热系统，该一机多网压水堆核电机组供热系统能够避免小型城市的地区热网不能完全消纳压水堆核电的抽汽量的问题，为压水堆核电的供热提供了可行的解决方案。
5.本发明实施例的一机多网压水堆核电机组供热系统包括：
6.核电机组，所述核电机组包括汽轮机高压缸和凝汽器；
7.多个抽汽管道，每个所述抽汽管道包括主管段和至少一个抽汽支管，所述主管段的一端与所述汽轮机高压缸连通，至少一个所述抽汽支管的一端与所述主管段的另一端连通，至少一个所述抽汽支管的另一端与所述凝汽器连通；
8.多个热网，每个所述热网包括回液管、换热管和供液管，所述换热管连接在所述回液管和所述供液管之间，所述换热管包括至少一个并联布置的第一换热支管；
9.多个换热组件，多个所述换热组件一一对应地设于多个所述抽汽支管，且多个所述换热组件一一对应地设于多个所述第一换热支管，所述抽汽支管内的蒸汽适于通过对应地所述换热组件与所述第一换热支管内的供热介质进行热交换。
10.本发明实施例的一机多网压水堆核电机组供热系统能够避免小型城市的地区热网不能完全消纳压水堆核电的抽汽量的问题，为压水堆核电的供热提供了可行的解决方案。
11.在一些实施例中，所述抽汽支管上设有调节阀，所述调节阀适于调节所述抽汽支管向所述换热组件的供气量；和/或，所述抽汽支管上设有止回阀，所述止回阀适于防止所述换热组件内的蒸汽回流至所述汽轮机高压缸内；和/或，所述抽汽支管上设有关断阀，所述关断阀适于在所述换热组件内的水位高于设定阈值时关闭所述抽汽支管。
12.在一些实施例中，所述热网包括补液定压系统，所述补液定压系统与所述换热管相连并临近所述回液管布置，所述补液定压系统适于向所述热网内补充所述供热介质。
13.在一些实施例中，所述补液定压系统包括除氧器、补液泵、补液冷却器、补液管路
和蒸汽管路，所述补液管路与所述换热管连通，所述除氧器、所述补液泵、所述补液冷却器沿着从上游至下游的方向顺次设于所述补液管路；所述蒸汽管路的一端与所述汽轮机高压缸相连，所述蒸汽管路的另一端与所述凝汽器相连，所述除氧器、所述补液冷却器沿着从上游至下游的方向顺次设于所述蒸汽管路，所述补液冷却器适于实现所述蒸汽管路内的蒸汽与所述补液管路内的液体进行热交换。
14.在一些实施例中，所述热网包括过滤器和第一旁路，所述过滤器设于所述换热器并位于所述补液定压系统的下游，所述第一旁路的两端均与所述换热器连通并与过滤器并联布置。
15.在一些实施例中，所述热网包括多个循环泵，所述换热管包括多个并联布置的第二换热支管，多个所述第二换热支管位于所述过滤器的下游，且多个所述第一换热支管位于多个所述第二换热支管的下游，多个所述循环泵一一对应地设于多个所述第二换热支管。
16.在一些实施例中，所述热网包括多个第二旁路，每个所述第二旁路的两端均与所述换热管连通，且每个所述第二旁路与至少一个并联布置的所述第一换热支管并联布置。
17.在一些实施例中，包括至少一个连接管，所述连接管连接在两个所述主管段之间，且多个所述主管段通过至少一个连接管均互相连通。
18.在一些实施例中，所述换热组件包括热网冷却器和热网加热器，所述热网冷却器和所述热网加热器设于所述抽汽支管和所述第一换热支管，且所述热网冷却器在所述抽汽支管上位于所述热网加热器的下游，所述热网冷却器在所述第一换热支管上位于所述热网加热器的上游。
19.在一些实施例中，所述热网加热器包括第一进口和第二进口，所述第一进口设于所述热网加热器的一端，所述第二进口设于所述热网加热器的另一端，所述抽汽支管包括第一子管和第二子管，所述第一子管与所述第一进口连通，所述第二子管与所述第二进口连通。
附图说明
20.图1是本发明实施例的一机多网压水堆核电机组供热系的整体结构示意图。
21.图2是图1中a部分的示意图。
22.图3是图1中b部分的示意图。
23.附图标记：
24.汽轮机高压缸1；
25.凝气器2；
26.抽汽管道3；主管段31；抽汽支管32；第一子管321；第二子管322；连接管33；
27.热网4；回液管41；换热管42；第一换热支管421；第二换热支管422；第二旁路423；供液管43；补液定压系统44；除氧器441；补液泵442；补液冷却器443；补液管路444；蒸汽管路445；过滤器45；第一旁路451；循环泵46；
28.换热组件5；热网加热器51；第一进口511；第二进口512；热网冷却器52；
29.止回阀6；
30.调节阀7；
31.关断阀8。
具体实施方式
32.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
33.如图1至图3所示，本发明实施例的一机多网压水堆核电机组供热系统包括核电机组，多个抽汽管道3，多个热网4和多个换热组件5。
34.核电机组(未示出)为压水堆核电机组，核电机组包括汽轮机高压缸1和凝汽器，其中汽轮机高压缸1可以利用核电机组产生的蒸汽(核蒸汽)进行做功，凝气器2可以将蒸汽冷凝为液体。
35.每个抽汽管道包括主管段31和至少一个抽汽支管32，主管段31的一端与汽轮机高压缸1连通，至少一个抽汽支管32的一端与主管段31的另一端连通，至少一个抽汽支管32的另一端与凝汽器连通。
36.如图1和图3所示，抽汽管道3可以设有两个，两个抽汽管道3均与汽轮机高压缸1连通，汽轮机高压缸1做功后的蒸汽可以通入抽汽管道3内。可以理解的是，在其他一些实施例中，抽汽管道3也可以设有三个、四个、五个等。
37.如图1所示，每个抽汽管道3均可以包括主管段31和多个抽汽支管32，主管段31的一端可以与汽轮机高压缸1连通，每个抽汽支管32的一端均可以与主管道段的另一端连通，每个抽汽支管32的另一端均可以凝气器2连通，由此，可以实现抽汽管道3内的核蒸汽的回流。需要说明的是，每个抽汽管道3的抽汽支管32可以设有两个、三个、四个、五个等。
38.每个热网4包括回液管41、换热管42和供液管43，换热管42连接在回液管41和供液管43之间，换热管42包括至少一个并联布置的第一换热支管421。如图1所示，回液管41即为收集从市政供热管网回流的供热介质的管道，供热介质可以为水，供液管43即为向市政供热管网供给供热介质的管道。由于热网4要形成循环，换热管42即为回液管41和供液管43之间的管道部分。
39.换热管42可以设有多个第一换热支管421，多个第一换热支管421的数量可以与多个抽汽支管32的数量相同，多个第一换热支管421均并联布置。
40.多个换热组件5一一对应地设于多个抽汽支管32，且多个换热组件5一一对应地设于多个第一换热支管421，抽汽支管32内的蒸汽适于通过对应地换热组件5与第一换热支管421内的供热介质进行热交换。
41.如图1所示，换热组件5可以为换热器，每个抽汽支管32和对应的第一换热支管421均可以穿过同一换热组件5。使用时，抽汽支管32内的核蒸汽可以在换热组件5内与第一换热支管421内的供热介质换热，从而实现对换热介质的加热，加热后的换热介质可以用于市政供暖。
42.本发明实施例的一机多网压水堆核电机组供热系统，核电机组可以对多个热网4的换热介质进行换热加热，而不同的热网4服务于不同的城市，从而可以实现对多个城市的供暖。避免了小型城市的地区热网4不能完全消纳压水堆核电的抽汽量的问题，为压水堆核电的供热提供了可行的解决方案。
43.其次，通过设置多个抽汽支管32、多个第一换热支管421和多个换热组件5，每个换
热组件5均可以单独实现抽汽支管32和第一换热支管421的热交换，既可以提升换热效率，也可以提升运行的稳定性，即局部故障时，供热系统依然可以运行。
44.另外，抽汽支管32、第一换热支管421和换热组件5的运行数量可以根据实际情况进行选择性调整，从而可以满足不同区域的供热需要。
45.在一些实施例中，如图3所示，抽汽支管32上可以设有调节阀7，调节阀7适于调节抽汽支管32向换热组件5的供气量，调节阀7可以设在换热组件5和主管段31之间的抽汽支管32上，调节阀7的开度可调，从而可以使得流入换热组件5内的核蒸汽的量可以调整。
46.可选地，如图3所示，抽汽支管32上也可以设有止回阀6，止回阀6也可以设在抽汽支管32上，从而可以起到防止换热组件5内的蒸汽回流至汽轮机高压缸1内的情况，进而可以避免蒸汽倒流容易造成汽轮机运行超速的问题。
47.可选地，如图3所示，抽汽支管32上设有关断阀8，关断阀8也可以设在抽汽支管32上，关断阀8适于在换热组件5内的水位高于设定阈值时关闭抽汽支管32。
48.例如，换热组件5内可以设有水位监测器，第一换热支管421内的换热介质可以流入换热组件5内，且换热组件5内的水位可以通过水位监测器监测。
49.当水位达到一定高度(高度值可以根据实际情况选择)时，水位监测器会发出信号，关断阀8在接收到该信号后可以关闭抽汽支管32，从而避免了换热介质经由抽汽管道3流入汽轮机高压缸1的情况，避免了汽轮机容易进水损坏的问题。
50.在一些实施例中，热网4包括补液定压系统44，补液定压系统44与换热管42相连并临近回液管41布置，补液定压系统44适于向热网4内补充供热介质。从而可以保证各个热网4内的压力稳定，也可以实现对热网4内的换热介质的补充。
51.在一些实施例中，如图2所示，补液定压系统44包括除氧器441、补液泵442、补液冷却器443、补液管路444和蒸汽管路445，补液管路444与换热管42连通，除氧器441、补液泵442、补液冷却器443沿着从上游至下游的方向顺次设于补液管路444；蒸汽管路445的一端与汽轮机高压缸1相连，蒸汽管路445的另一端与凝汽器相连，除氧器441、补液冷却器443沿着从上游至下游的方向顺次设于蒸汽管路445，补液冷却器443适于实现蒸汽管路445内的蒸汽与补液管路444内的液体进行热交换。
52.使用时，补充的换热介质可以经由补液管路444流入除氧器441内，蒸汽管路445可以供核电机组产生的核蒸汽送入除氧器441内，借由核蒸汽的热能可以实现对换热介质的加热除氧，加热除氧后的换热介质可以通过补液泵442输送至换热管42内，从而实现对换热介质的补给和热网4内压力的调整。补液泵442的扬程可以根据对应的热网4系统高程差和设计供水温度所确定的定压值进行选择。
53.一次换热后的核蒸汽可以流入补液冷却器443内，补液管路444在流入除氧器441之前也会流入补液冷却器443内，由此，补液管路444内的换热介质在流入除氧器441之前可以首先在补液冷却器443内与流出的核蒸汽进行热交换，从而一方面可以实现对换热介质的预热，有利于提升后续的除氧效果，另一方面可以实现对核蒸汽的热能的回收利用，避免了能量浪费，提升了热能的利用率。
54.在一些实施例中，热网4包括过滤器45和第一旁路451，过滤器45设于换热器并位于补液定压系统44的下游，第一旁路451的两端均与换热器连通并与过滤器45并联布置。如图2所示，过滤器45可以实现对换热介质的过滤，从而避免杂质对管路的损坏并保证供热效
果。第一旁路451的一端可以与过滤器45的上游的换热管42连通，第二旁路423的另一端可以与过滤器45的下游的换热管42连通。
55.正常情况，过滤器45始终保持过滤功能，当过滤器45损坏或需要检修时，可以启动第一旁路451，从而可以保证热网4供热的连续性。
56.在一些实施例中，热网4包括多个循环泵46，换热管42包括多个并联布置的第二换热支管422，多个第二换热支管422位于过滤器45的下游，且多个第一换热支管421位于多个第二换热支管422的下游，多个循环泵46一一对应地设于多个第二换热支管422。
57.需要说明的是，每个热网4的循环泵46的接入数量、扬程等可以根据各个地区的热网4的设计压力、阻力等情况进行选择。
58.在一些实施例中，热网4包括多个第二旁路423，每个第二旁路423的两端均与换热管42连通，且每个第二旁路423与至少一个并联布置的第一换热支管421并联布置。
59.如图3所示，第二旁路423可以属于换热管42的一部分，第二旁路423可以与对应的第一换热支管421并联布置，第二旁路423的设置一方面具有备用效果，例如，如果某个抽汽支管32或某个第一换热支管421或某个换热组件5发生损坏时，可以利用启用第二旁路423，从而保证供热的连续性和热网4内压力的稳定性；
60.另一方面第二旁路423还可以起到调节热网4内换热介质温度的效果，例如，当供液管43内的换热介质温度较高时，可以开启第二旁路423，此时，一部分换热介质可以直接经由第二旁路423流入供液管43内并与供液管43内的换热介质混合，从而起到调节温度的目的。
61.可选地，第二旁路423的使用可以包括如下使用方法：
62.a1：对供液管43或第一换热支路内的换热介质的温度进行监测；
63.a2：若监测的温度值大于设定温度阈值，则开启第二旁路423。需要说明的是，设定温度阈值可以分为多个温度范围，第二旁路423的通流面积也可以分为多个范围。在不同的温度范围内，可以将第二旁路423的通流面积调整为对应的大小，从而可以实现精准调控。
64.在一些实施例中，供热系统包括至少一个连接管33，连接管33连接在两个主管段31之间，且多个主管段31通过至少一个连接管33均互相连通。
65.如图3所示，抽汽管道3可以设有两个，此时，连接管33可以仅设有一个，连接管33将两个抽汽管道3的主管段31连通，由此，可以使得两个抽汽管道3内的压力一致，避免了各个热网4内的换热效果差异较大的情况，也避免了局部压力较大而容易损坏管路的问题，保证了供热的均衡性和稳定性。
66.可以理解的是，在其他一些实施例中，抽汽管道3可以设有三个、四个、五个等，此时多个抽汽管道3均通过连接管33彼此连通。
67.在一些实施例中，如图3所示，换热组件5包括热网冷却器52和热网加热器51，热网冷却器52和热网加热器51设于抽汽支管和第一换热支管421，且热网冷却器52在抽汽支管上位于热网加热器51的下游，热网冷却器52在第一换热支管421上位于热网加热器51的上游。
68.其中流入热网冷却器52内的核蒸汽由于为下游蒸汽，温度较低，可以实现对流入热网冷却器52内的换热介质的预热。而流入热网加热器51内的核蒸汽由于为上游蒸汽，温度较高，从而可以实现对流入热网加热器51内的换热介质的加热。由此，可以提升热能利用
率，降低了能量损耗。
69.在一些实施例中，热网加热器51包括第一进口511和第二进口512，第一进口511设于热网加热器51的一端，第二进口512设于热网加热器51的另一端，抽汽支管包括第一子管321和第二子管322，第一子管321与第一进口511连通，第二子管322与第二进口512连通。
70.如图3所示，每个热网加热器51均可以设有第一进口511和第二进口512，每个抽汽支管32的尾端均可以设计为第一子管321和第二子管322分叉的形式，由此，抽汽支管32内的核蒸汽可以通过第一子管321流入热网加热器51的一端，也可以通过第二子管322流入热网加热器51的另一端，由此，可以保证热网加热器51内核蒸汽流入的均衡性，避免了局部温差较大的问题，可以提升换热效率。
71.在一些实施例中，本发明实施例的一机多网压水堆核电机组供热系可以包括如下使用方法：
72.s1：根据每个热网4的容量确定各个热网4需要接入的循环泵46的数量；
73.s2：根据热网4的设计压力、阻力等热网4参数确定热网4中每个循环泵46的扬程，根据热网4的系统高差、设计供水温度的定压值等参数确定每个补液泵442的扬程。
74.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
75.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
76.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
77.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
78.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
79.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种一机多网压水堆核电机组供热系统，其特征在于，包括：核电机组，所述核电机组包括汽轮机高压缸和凝汽器；多个抽汽管道，每个所述抽汽管道包括主管段和至少一个抽汽支管，所述主管段的一端与所述汽轮机高压缸连通，至少一个所述抽汽支管的一端与所述主管段的另一端连通，至少一个所述抽汽支管的另一端与所述凝汽器连通；多个热网，每个所述热网包括回液管、换热管和供液管，所述换热管连接在所述回液管和所述供液管之间，所述换热管包括至少一个并联布置的第一换热支管；多个换热组件，多个所述换热组件一一对应地设于多个所述抽汽支管，且多个所述换热组件一一对应地设于多个所述第一换热支管，所述抽汽支管内的蒸汽适于通过对应地所述换热组件与所述第一换热支管内的供热介质进行热交换。2.根据权利要求1所述的一机多网压水堆核电机组供热系统，其特征在于，所述抽汽支管上设有调节阀，所述调节阀适于调节所述抽汽支管向所述换热组件的供气量；和/或，所述抽汽支管上设有止回阀，所述止回阀适于防止所述换热组件内的蒸汽回流至所述汽轮机高压缸内；和/或，所述抽汽支管上设有关断阀，所述关断阀适于在所述换热组件内的水位高于设定阈值时关闭所述抽汽支管。3.根据权利要求1所述的一机多网压水堆核电机组供热系统，其特征在于，所述热网包括补液定压系统，所述补液定压系统与所述换热管相连并临近所述回液管布置，所述补液定压系统适于向所述热网内补充所述供热介质。4.根据权利要求3所述的一机多网压水堆核电机组供热系统，其特征在于，所述补液定压系统包括除氧器、补液泵、补液冷却器、补液管路和蒸汽管路，所述补液管路与所述换热管连通，所述除氧器、所述补液泵、所述补液冷却器沿着从上游至下游的方向顺次设于所述补液管路；所述蒸汽管路的一端与所述汽轮机高压缸相连，所述蒸汽管路的另一端与所述凝汽器相连，所述除氧器、所述补液冷却器沿着从上游至下游的方向顺次设于所述蒸汽管路，所述补液冷却器适于实现所述蒸汽管路内的蒸汽与所述补液管路内的液体进行热交换。5.根据权利要求3所述的一机多网压水堆核电机组供热系统，其特征在于，所述热网包括过滤器和第一旁路，所述过滤器设于所述换热器并位于所述补液定压系统的下游，所述第一旁路的两端均与所述换热器连通并与过滤器并联布置。6.根据权利要求5所述的一机多网压水堆核电机组供热系统，其特征在于，所述热网包括多个循环泵，所述换热管包括多个并联布置的第二换热支管，多个所述第二换热支管位于所述过滤器的下游，且多个所述第一换热支管位于多个所述第二换热支管的下游，多个所述循环泵一一对应地设于多个所述第二换热支管。7.根据权利要求1所述的一机多网压水堆核电机组供热系统，其特征在于，所述热网包括多个第二旁路，每个所述第二旁路的两端均与所述换热管连通，且每个所述第二旁路与至少一个并联布置的所述第一换热支管并联布置。8.根据权利要求1所述的一机多网压水堆核电机组供热系统，其特征在于，包括至少一个连接管，所述连接管连接在两个所述主管段之间，且多个所述主管段通过至少一个连接管均互相连通。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一机多网压水堆核电机组供热系统，其特征在于，所述换热组件包括热网冷却器和热网加热器，所述热网冷却器和所述热网加热器设于所述抽汽支管和所述第一换热支管，且所述热网冷却器在所述抽汽支管上位于所述热网加热器的下游，所述热网冷却器在所述第一换热支管上位于所述热网加热器的上游。10.根据权利要求9所述的一机多网压水堆核电机组供热系统，其特征在于，所述热网加热器包括第一进口和第二进口，所述第一进口设于所述热网加热器的一端，所述第二进口设于所述热网加热器的另一端，所述抽汽支管包括第一子管和第二子管，所述第一子管与所述第一进口连通，所述第二子管与所述第二进口连通。
技术总结
本发明公开了一种一机多网压水堆核电机组供热系统，包括核电机组，多个抽汽管道，多个热网和多个换热组件，核电机组包括汽轮机高压缸和凝汽器；每个抽汽管道包括主管段和至少一个抽汽支管，主管段的一端与汽轮机高压缸连通，至少一个抽汽支管的一端与主管段的另一端连通，至少一个抽汽支管的另一端与凝汽器连通；每个热网包括回液管、换热管和供液管，换热管连接在回液管和供液管之间，换热管包括至少一个并联布置的第一换热支管；多个换热组件一一对应地设于多个抽汽支管，且多个换热组件一一对应地设于多个第一换热支管。本发明的供热系统能够避免小型城市的地区热网不能完全消纳压水堆核电的抽汽量的问题。纳压水堆核电的抽汽量的问题。纳压水堆核电的抽汽量的问题。
