[发明专利]一种利用太阳能辅助核反应堆发电系统

说明书

本发明公开了一种利用太阳能辅助核反应堆发电系统，包括：反应堆模块，包括反应堆本体结构、水箱、稳压器、蒸汽发生器、热管、热管换热器以及颗粒脱除装置；太阳能模块，包括太阳能集热装置、导热管及太阳能储热装置；发电模块，包括汽轮机、发电机、凝汽器以及循环水泵；反应堆模块的颗粒脱除装置连接至太阳能储热装置的冷却剂出口；反应堆本体结构的冷却剂出口与储热装置的冷却剂入口相连；储热装置的蒸汽出口连接汽轮机的蒸汽入口，汽轮机的气体出口经凝汽器连接至蒸汽发生器的二次侧入口端。本发明通过利用太阳能的储热和放热来提高反应堆冷却剂的自然循环能力，降低反应堆事故工况下的危险性，提高了核电厂的总体安全性。

技术领域

本发明涉及包括核能领域在内的能源领域以及机械设备领域，具体是指一种利用太阳能辅助提升核电厂安全性的核反应堆发电系统。

背景技术

随着人类经济社会的发展，在可预计的未来，世界对能源的需求会不断增加，而其中新能源与可再生能源的开发和利用将显得十分重要。优化产业结构和能源结构。推动煤炭清洁高效利用，大力发展新能源，在确保安全的前提下积极有序发展核电。太阳能是一种极为理想的可再生能源，具有廉价、资源丰富、开发和利用过程清洁无污染等优点，有效利用太阳能是解决未来能源可持续发展的重要方向。太阳能光热发电是一种将太阳光收集并用于产生蒸汽，利用蒸汽带动汽轮机发电的技术。然而，由于太阳能具有波动性和不稳定性，其发电效率和对于功率的控制较差，无法稳定运行。

核能是一种高效清洁的能源，基于中国大量的能源需求，提高核电在电力装机规模中的比重将成为实现能源可持续发展的另一重要方向。因此核能和太阳能的联合利用是具有广发前景的。中国专利申请号CN201810962441.8公开了一种核反应堆联合风力和太阳能光伏并网发电系统。该系统包括核反应堆模块、风力发电模块、太阳能光伏发电模块，通过变压器变压后输送给电网。但该方法中核反应堆的功率需要不断调节，降低了经济性和安全性。专利申请号201821041426.1公开了一种核能和槽式太阳能光热联合发电系统。该系统包括核能加热回路、太阳能加热回路及发电回路，利用熔盐与水进行换热。但由于给水温度不高，熔盐区域在换热系统中存在凝固的风险。

因此，将核能与太阳能相结合，所发明的一种利用太阳能辅助提升核电厂安全性的综合系统，既能提高核电厂发电能力，还增强了反应堆一回路冷却剂的自然循环能力，提高反应堆的安全性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种利用太阳能辅助核反应堆发电系统，提高核电厂的整体安全性。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：

一种利用太阳能辅助核反应堆发电系统，其特征在于，包括：

反应堆模块，包括反应堆本体结构、水箱、稳压器、蒸汽发生器、热管、热管换热器以及颗粒脱除装置；反应堆本体结构的进水口连接所述水箱，反应堆本体结构的冷却剂入口与蒸汽发生器的冷却剂出口相连，蒸汽发生器的冷却剂入口连接所述颗粒脱除装置，所述稳压器连接在所述蒸汽发生器与颗粒脱除装置的连接管路上；在反应堆本体结构的冷却剂与核燃料换热处通过所述热管连接所述热管换热器；

太阳能模块，包括太阳能集热装置、导热管及太阳能储热装置，所述太阳能集热装置通过导热管与储热装置连接；太阳能储热装置用于存储所述太阳能集热装置吸收的热量；

发电模块，包括汽轮机、发电机、凝汽器以及循环水泵；

所述反应堆模块的颗粒脱除装置连接至所述太阳能模块的太阳能储热装置的冷却剂出口；反应堆本体结构的冷却剂出口与储热装置的冷却剂入口相连；储热装置的蒸汽出口连接所述汽轮机的蒸汽入口，所述汽轮机的气体出口经所述凝汽器连接至所述蒸汽发生器的二次侧入口端；所述蒸汽发生器的冷却剂出口与所述反应堆本体结构、储热装置的冷却剂进口以及颗粒脱除装置形成第一回路；所述蒸汽发生器的蒸汽出口与储热装置的蒸汽进口、汽轮机以及凝汽器形成第二回路。