1.本發(fā)明涉及高效核能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種多級分流的靈活高效超臨界二氧化碳鉛鉍堆系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
2.第四代核電技術(shù)有著防止核擴(kuò)散,具有更好的經(jīng)濟(jì)性,安全性高和廢物產(chǎn)生量少等特征,受到了越來越多的關(guān)注,但是同時較高的熱源溫度對動力循環(huán)和工質(zhì)也提出了更高的新的要求。鉛冷快堆(lfr)是第四代反應(yīng)堆系統(tǒng)極具發(fā)展?jié)摿Φ亩研椭?,具有反?yīng)堆設(shè)計緊湊且體積小、導(dǎo)熱性能好、熱效率高、功率大、可自然循環(huán)且噪音小等優(yōu)點,非常適合核動力潛艇、航母等對小體積、高功率、高靈活性有特別需要的平臺,也可滿足其他多重環(huán)境中的有高效、靈活等復(fù)雜用電需求的平臺。
3.超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)以二氧化碳為工質(zhì),采用真實氣體閉式布雷頓循環(huán)方式發(fā)電,徹底改變了傳統(tǒng)熱力發(fā)電技術(shù)140多年來以水和蒸汽為工質(zhì)、采用朗肯循環(huán)的發(fā)電方式。與傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)相比,超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)具有效率高、靈活性好、適用性廣、設(shè)備和系統(tǒng)體積小等優(yōu)勢,是熱力發(fā)電領(lǐng)域具有劃時代意義的變革性高效低碳發(fā)電技術(shù)。
4.因此,超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)被廣泛認(rèn)為是第四代先進(jìn)核電系統(tǒng)的理想發(fā)電循環(huán)。超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)具有設(shè)備緊湊、熱功轉(zhuǎn)換效率高、靈活性強等優(yōu)勢,其循環(huán)特性與鉛冷堆緊湊、高效、靈活的應(yīng)用需求高度吻合,被認(rèn)為是鉛冷堆的理想動力循環(huán)。
5.超臨界二氧化碳鉛鉍堆發(fā)電系統(tǒng)中,液態(tài)金屬鉛鉍回路和超臨界二氧化碳動力循環(huán)是通過鉛鉍-超臨界二氧化碳換熱器進(jìn)行換熱的,兩者換熱溫度窗口的良好匹配,是實現(xiàn)整個發(fā)電系統(tǒng)高效的關(guān)鍵所在。為了降低鉛鉍磨損并盡可能降低鉛鉍泵的容量和功耗,鉛鉍回路設(shè)計時通常會對流速和流量都有所限制,這使得鉛鉍在主換熱器內(nèi)的放熱溫度區(qū)間通常較大。以目前我國某鉛鉍堆的設(shè)計為例,鉛鉍在主換熱器內(nèi)的放熱溫度區(qū)間大約為500℃~270℃。而對于超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)而言,其無極全流量近等溫回?zé)岬奶攸c決定了整個動力循環(huán)的平均吸熱溫度較高,吸熱溫度窗口較窄,以目前公認(rèn)效率較高的分流再壓縮超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)而言,其在主換熱器內(nèi)的溫升通常約為100℃左右。這就使得超臨界二氧化碳動力循環(huán)的吸熱溫度與液態(tài)金屬鉛鉍的換熱窗口匹配度較差,鉛鉍回路得不到充分冷卻,較低溫度區(qū)間的熱量無法得以充分利用,嚴(yán)重影響系統(tǒng)整體發(fā)電效率。
6.但是從公開的文獻(xiàn)資料可知,雖然目前已有部分關(guān)于鉛鉍堆超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)
聲明:
“多級分流的靈活高效超臨界二氧化碳鉛鉍堆系統(tǒng)及方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)