[发明专利]一种适用于脉冲型聚变堆的布雷登循环发电系统

说明书

本发明属于聚变反应堆技术领域，具体涉及一种适用于脉冲型聚变堆的布雷登循环发电系统，主回路包括透平C‑02，压缩机C‑01，聚变堆，换热器HX‑02和换热器HX‑01以及连接上述设备的管路；压缩机C‑01出口依次连接聚变堆、换热器HX‑02一次侧、换热器HX‑01一次侧、之后与透平C‑02入口相连，透平C‑02出口连接压缩机C‑01入口，形成闭合回路，结构控制简单，透平入口温度、流量和压力稳定，能够降低未来可控核聚变反应堆等离子体约束要求。

技术领域

本发明属于聚变反应堆技术领域，具体涉及一种适用于脉冲型聚变堆的布雷登循环发电系统。

背景技术

聚变堆核电站是人类社会未来的主要电站，其通过聚变反应装置约束氘氚等离子体发生可控聚变，产生能量，而后由冷却系统带出反应堆内聚变能量至堆外，通过推动透平或汽轮机做功产生电力。与裂变堆和火电厂锅炉不同，基于当前聚变技术来说，实现持续稳定聚变反应有很大困难，聚变装置产生的功率是脉冲型功率。当前裂变电站和火电站技术无法利用脉冲型功率，产生持续稳定的电力。

布雷登循环发电系统是一种高效的发电系统，是目前高温气冷堆的一个主要研究方向，且技术日渐成熟。然而，与高温气冷堆等裂变装置所提供的稳态热源不同，聚变堆所提供的热源是脉冲式的，这对于透平的稳态运行和系统的稳定发电带来极大的挑战。为解决这个问题，设计了一种适用于脉冲型聚变堆的布雷登循环发电系统，该系统能够保证透平的稳态运行，以及稳定发电。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于脉冲型聚变堆的布雷登循环发电系统，其能够根据脉冲功率反应堆产热功率的周期运行而调整运行状态，保证系统产生稳定功率的电力。

本发明的技术方案如下：

一种适用于脉冲型聚变堆的布雷登循环发电系统，包括聚变堆、与聚变堆出口依次连接的两个换热器HX-02、HX-01、透平C-02和压缩机C-01，以及连接上述设备的管路；

其中，聚变堆出口连接换热器HX-02的一次侧入口，换热器HX-02一次侧出口连接换热器HX-01的一次侧入口，换热器HX-01的一次侧出口连接透平C-02入口，透平C-02出口接压缩机C-01入口，接压缩机C-01入出口连接聚变堆入口，形成闭合回路。

还包括控温系统，所述的温控系统包括压力罐TA-01、高温储能容器TA-02、泵PB-01和泵PB-02；

所述的压力罐TA-01的入口连接换热器HX-01二次侧出口，低温容器TA-01的出口连接换热器HX-02的二次侧入口；

所述的压力罐TA-02的入口连接换热器HX-02二次侧出口，高温容器TA-02的出口连接换热器HX-01的二次侧入口；

所述的泵PB-01设于压力罐TA-02的出口与换热器HX-01二次侧入口之间的管路上；

所述的泵PB-02设于压力罐TA-01的出口与换热器HX-02二次侧入口之间的管路上。

所述的温控系统还包括开关阀VG-01和开关阀VG-02；

所述的开关阀VG-01设于泵PB-01和压力罐TA-02之间的管路上；

所述的开关阀VG-02设于泵PB-02和压力罐TA-01之间的管路上。

当聚变堆出口为高温出口时，开关阀VG-01关闭，泵PB-01关闭，开关阀VG-02打开，泵PB-02开启；

当聚变堆出口为低温出口时，开关阀VG-02关闭，泵PB-02关闭，开关阀VG-01打开，泵PB-01开启。

所述聚变堆、换热器、透平和压缩机形成的主回路通入的冷却剂为气体。

所述气体为氦气。