[实用新型]一种反应堆布雷顿循环透平系统装置

说明书

本实用新型提供了一种反应堆布雷顿循环透平系统装置，包括布雷顿循环透平系统及其循环结构，其特征在于：循环结构包括外部容器及其内部的中冷器、回热器、透平单元和预冷器，所述外部容器内壁中部固设透平单元，透平单元上部两侧分别管道连通至中冷器、预冷器，透平单元一侧管道连通至回热器，中冷器、回热器、透平单元和预冷器均信号连接至控制器。本实用新型所述的一种反应堆布雷顿循环透平系统装置设计合理，占用空间小，采用大循环模块、小循环模块和循环结构将一次冷却剂的热能转化为电能，以确保燃气轮机循环的高效性，并且大大提高了换热效率。

技术领域

本实用新型属于核热能转化为机械能和电能技术领域，尤其是涉及一种反应堆布雷顿循环透平系统装置。

背景技术

反应堆是一种先进的、具有固有安全性的新型反应堆。反应堆主要在英国，德国和美国发展，始于20世纪50年代。与大容量的压水堆核电厂相比较，反应堆发电成本有很好的竞争力，而且可以与当地廉价的煤电成本相比较，并且具有较高的发电效率，其发电效率比压水堆核电厂高出约25％。反应堆系统简单，具有的非能动安全特性使系统大为简单，不必设置压水堆核电厂中的堆芯应急冷却系统等工程安全设施，节省了建造投资。反应堆中的透平装置是作为冷却剂的气体介质直接进入透平，将核热能转化为机械能和电能，与蒸汽透平相比，本装置中透平尺寸小，可与反应堆一起放在预应力混凝土安全壳内。透平整个系统简单，热转换效率高。如将排出的气体介质用于供热，可使热效率提高到420％以上。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种反应堆布雷顿循环透平系统装置，以解决现有技术的不足。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种反应堆布雷顿循环透平系统装置，包括布雷顿循环透平系统及其循环结构，其特征在于：循环结构包括外部容器及其内部的中冷器、回热器、透平单元和预冷器，所述外部容器内壁中部固设透平单元，透平单元上部两侧分别管道连通至中冷器、预冷器，透平单元一侧管道连通至回热器，中冷器、回热器、透平单元和预冷器均信号连接至控制器；

所述透平单元包括联轴器、发电机、透平机、高压压缩机和低压压缩机，联轴器上端连接至发电机，下端依次连接透平机、高压压缩机和低压压缩机，发电机、透平机、高压压缩机和低压压缩机均信号连接至控制器；

布雷顿循环透平系统包括大循环模块和小循环模块，小循环模块由透平机和回热器组成，大循环模块由透平机、回热器、预冷器、低压压缩机、中冷器和高压压缩机组成。

进一步的，所述透平机上设有若干主动电磁轴承，发电机、高压压缩机和低压压缩机上均设有转子，低压压缩机转子通过联轴器连接至高压压缩机转子，高压压缩机转子通过联轴器连接到透平机主动电磁轴承，透平机主动电磁轴承通过联轴器连接到发电机转子，主动电磁轴承信号连接至控制器。

进一步的，所述透平机还设有止动轴承，止动轴承位于主动电磁轴承一侧，且止动轴承与高压压缩机转子、发电机转子均同轴设置。

进一步的，所述外部容器为壳体结构，外部容器下部靠近透平机一侧设有一号进气口，一号进气口与外部反应堆相连通，且外部反应堆的热气通道通过一号进气口连通至透平机的入口，外部容器上部靠近中冷器、预冷器两侧分别开设有二号进水口和三号进水口。

进一步的，所述中冷器和预冷器内部电路均采用双线圈单元。

进一步的，所述回热器两端分别设有进口端和出口端，回热器通过进口端连通至透平机，回热器通过出口端连通至外部反应堆。

进一步的，所述控制器为PLC，控制器的型号为6ES7214-1AD23-0XB8，中冷器的型号为CA1125J，回热器的型号为13R5BW，发电机的型号为BS9500TE-1-G,高压压缩机的型号为1.6-8，低压压缩机的型号为ONLYFONDAIR永磁变频低压机，预冷器的型号为LC-10N-100D。