專利名稱：布雷頓循環(huán)核電站以及啟動(dòng)布雷頓循環(huán)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核電站。特別是，其涉及一種利用布雷頓循環(huán)作為熱力學(xué)轉(zhuǎn)換循環(huán)的核電站，并涉及一種啟動(dòng)布雷頓循環(huán)的方法。
在包括一個(gè)閉合循環(huán)發(fā)電回路的核電站中，該發(fā)電回路利用布雷頓循環(huán)作為熱力學(xué)轉(zhuǎn)換循環(huán)，它所遇到的一個(gè)問題在于，布雷頓循環(huán)不是從零質(zhì)量流量自行啟動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在使用氦作為工作流體并具有閉合循環(huán)發(fā)電回路的核電站中，其中該發(fā)電回路利用布雷頓循環(huán)作為熱力學(xué)轉(zhuǎn)換循環(huán)，并包括具有入口和出口的核反應(yīng)堆；透平裝置，該透平裝置的上游側(cè)連接到反應(yīng)堆出口；至少一個(gè)壓縮機(jī)，透平裝置傳動(dòng)地連接于其上；以及至少一個(gè)熱交換器，提供了一種啟動(dòng)布雷頓循環(huán)的方法，該方法包括下述步驟如果發(fā)電回路不處于備用模式，則將其切換到備用模式，在該模式下，氦依靠啟動(dòng)增壓系統(tǒng)環(huán)繞發(fā)電回路循環(huán)；以及增加在發(fā)電回路中所產(chǎn)生的電能，直到至少一個(gè)壓縮機(jī)能夠不依靠啟動(dòng)增壓系統(tǒng)的幫助而使氦在發(fā)電回路中環(huán)繞。
當(dāng)該核電站包括發(fā)電機(jī)并且透平裝置包括傳動(dòng)上連接到發(fā)電機(jī)的發(fā)電透平時(shí)，該方法可以包括下述步驟向發(fā)電透平施加負(fù)載，并調(diào)節(jié)發(fā)電透平的轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速低于發(fā)電透平的正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速；減少所施加的負(fù)載，以使發(fā)電透平的轉(zhuǎn)速增加到發(fā)電透平的正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速；使發(fā)電機(jī)的輸出與配電網(wǎng)同步；當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出與電網(wǎng)保持同步時(shí)，增加發(fā)電透平的電力輸出。
可以通過連接到發(fā)電機(jī)的可變電阻器組向發(fā)電透平施加負(fù)載。
通過減少可變電阻器組的電阻可以實(shí)現(xiàn)減少所施加的負(fù)載。
該方法可以包括，在發(fā)電機(jī)輸出已經(jīng)與配電網(wǎng)同步并且發(fā)電回路已經(jīng)穩(wěn)定后，將可變電阻器組與發(fā)電機(jī)斷開。
減少所施加的負(fù)載可以包括將負(fù)載從約1MW減少到約300MW。
該方法可以包括調(diào)節(jié)發(fā)電透平的轉(zhuǎn)速到正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的55％到65％之間。
當(dāng)發(fā)電透平的正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為3000rpm時(shí)，該方法可以包括調(diào)節(jié)發(fā)電透平的轉(zhuǎn)速到約1800rpm。
當(dāng)發(fā)電回路包括低壓壓縮機(jī)和高壓壓縮機(jī)，而透平裝置包括分別傳動(dòng)上連接到低壓壓縮機(jī)和高壓壓縮機(jī)的低壓透平和高壓透平，并且發(fā)電回路包括其中安裝有低壓再循環(huán)閥的低壓再循環(huán)管線，以及其中安裝有高壓再循環(huán)閥的高壓再循環(huán)管線，低壓和高壓再循環(huán)管線分別從低壓和高壓壓縮機(jī)的下游位置延伸到其上游位置，在此情形下，該方法可以包括利用低壓和高壓再循環(huán)閥中的至少一個(gè)來穩(wěn)定發(fā)電回路。
當(dāng)發(fā)電回路包括同流換熱器，該同流換熱器具有高壓側(cè)和低壓側(cè)，從同流換熱器高壓側(cè)的上游位置延伸到下游位置的同流換熱器旁路管線，以及安裝在同流換熱器旁路管線中用于調(diào)節(jié)流經(jīng)其中的氦流量的同流換熱器旁路閥，在此情形下，增加由發(fā)電回路所發(fā)電能可以包括將同流換熱閥中的至少一個(gè)和旁路閥從開啟位置移向關(guān)閉位置。閥的關(guān)閉導(dǎo)致布雷頓循環(huán)的效率的明顯增加。
一旦啟動(dòng)，布雷頓循環(huán)可以自保持，而發(fā)電回路中氦的循環(huán)將由壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)。
該方法可以包括在布雷頓循環(huán)變?yōu)樽员３值臅r(shí)候關(guān)閉該啟動(dòng)增壓系統(tǒng)。一種用于確定布雷頓循環(huán)何時(shí)變?yōu)樽员３值姆椒?，是?dāng)啟動(dòng)增壓系統(tǒng)兩側(cè)的壓差降到低于預(yù)定壓差以下時(shí)，通常，該預(yù)定壓差為20kPa。
啟動(dòng)增壓系統(tǒng)可以包括，并聯(lián)的至少一個(gè)增壓器和啟動(dòng)增壓系統(tǒng)軸閥，以及與增壓器相串聯(lián)的增壓器隔離閥。在備用模式，發(fā)電回路這樣構(gòu)造，以使得啟動(dòng)增壓器軸閥關(guān)閉，該增壓器或每個(gè)增壓器隔離閥開啟，并且該增壓器或每個(gè)增壓器都運(yùn)行。于是，增壓器使氦在發(fā)電回路中循環(huán)。關(guān)閉啟動(dòng)增壓系統(tǒng)可以包括啟動(dòng)增壓系統(tǒng)軸閥的開啟，增壓器的停止運(yùn)轉(zhuǎn)以及增壓器隔離閥的關(guān)閉。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種核電站，其包括閉合循環(huán)發(fā)電回路；以及啟動(dòng)增壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括常開軸閥；至少一個(gè)與軸閥并聯(lián)連接的增壓器；與該或各個(gè)增壓器串聯(lián)的常閉增壓器隔離閥；以及與該或每個(gè)增壓器并聯(lián)的增壓器旁路裝置。
閉合循環(huán)發(fā)電回路可以包括具有入口和出口的核反應(yīng)堆，其上游側(cè)連接到反應(yīng)堆出口的透平裝置，具有低壓側(cè)和高壓側(cè)并且其每側(cè)都具有入口和出口的同流換熱器，透平裝置傳動(dòng)上與其連接的至少一個(gè)壓縮機(jī)，以及至少一個(gè)熱交換器，閉合循環(huán)發(fā)電回路被設(shè)置為利用布雷頓循環(huán)作為熱力學(xué)轉(zhuǎn)換循環(huán)，該核電站還包括透平裝置傳動(dòng)上與其連接的發(fā)電機(jī)，以及以可斷開的方式與該發(fā)電機(jī)相連接的可變電阻器組。
發(fā)電回路可以包括高壓壓縮機(jī)和低壓壓縮機(jī)，透平裝置，該透平裝置包括與高壓壓縮機(jī)傳動(dòng)上相連接的高壓透平，與低壓壓縮機(jī)傳動(dòng)上相連接的低壓透平，以及與發(fā)電機(jī)傳動(dòng)上相連接的發(fā)電透平。
發(fā)電回路可以包括連接在同流換熱器低壓側(cè)出口和低壓壓縮機(jī)入口之間的預(yù)冷卻器，以及連接在低壓壓縮機(jī)出口和高壓壓縮機(jī)入口之間的中間冷卻器。
啟動(dòng)增壓系統(tǒng)可以設(shè)置于同流換熱器低壓側(cè)和預(yù)冷卻器之間。
發(fā)電回路可以包括其中安裝有低壓再循環(huán)閥的低壓壓縮機(jī)循環(huán)管線，低壓再循環(huán)管線從低壓壓縮機(jī)下游側(cè)和中間冷卻器入口之間的位置延伸到啟動(dòng)增壓系統(tǒng)和預(yù)冷卻器入口之間的位置。
發(fā)電回路可以包括其中安裝有高壓壓縮機(jī)再循環(huán)閥的高壓壓縮機(jī)再循環(huán)管線，該管線從高壓壓縮機(jī)下游側(cè)和同流換熱器高壓側(cè)入口之間的位置延伸到低壓壓縮機(jī)出口和中間冷卻器入口之間的位置。
發(fā)電回路可以包括其中安裝有同流換熱器旁路閥的同流換熱器旁路管線，該同流換熱器旁路管線從同流換熱器高壓側(cè)入口的上游位置延伸到同流換熱器高壓側(cè)出口的下游位置。
發(fā)電回路還可以包括高壓冷卻劑閥和低壓冷卻劑閥，高壓冷卻劑閥被構(gòu)造為在其開啟時(shí)提供從高壓壓縮機(jī)高壓側(cè)到低壓透平入口的氦的旁路，而低壓冷卻劑閥被構(gòu)造為提供從高壓壓縮機(jī)高壓側(cè)到發(fā)電透平入口的氦的旁路。
該反應(yīng)堆可以是利用球形燃料元件的球床型。
啟動(dòng)增壓系統(tǒng)可以包括兩個(gè)與啟動(dòng)增壓器軸閥并聯(lián)的增壓器以及一個(gè)與各增壓器相關(guān)聯(lián)的增壓器隔離閥。
增壓器旁路閥用于避免增壓器的壓力驟增。
在備用模式下，同流換熱器旁路閥運(yùn)行以將反應(yīng)堆入口溫度保持在一個(gè)這樣的水平，以使得啟動(dòng)增壓系統(tǒng)的出口溫度低于預(yù)定溫度，通常，該預(yù)定溫度為250℃。高壓冷卻劑閥和低壓冷卻劑閥運(yùn)行以確保同流換熱器的最高溫度保持在預(yù)定溫度之下，通常，該預(yù)定溫度為600℃。高壓壓縮機(jī)再循環(huán)閥和低壓壓縮機(jī)再循環(huán)閥運(yùn)行以調(diào)節(jié)發(fā)電透平所產(chǎn)生的電能。
而且，反應(yīng)堆出口溫度被調(diào)節(jié)到750℃和900℃之間的溫度。預(yù)冷卻器和中間冷卻器確保進(jìn)入低壓和高壓壓縮機(jī)的氦處于大約30℃的溫度。在發(fā)電回路中氦的壓力保持在20到50bar之間。
本發(fā)明將在此參考所附簡圖、以示例的方式進(jìn)行說明。該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的核電站的示意表示圖。
在附圖
中，參考標(biāo)號10表示根據(jù)本發(fā)明的核電站的一部分。
核電站10包括以參考標(biāo)號12表示的閉合循環(huán)發(fā)電回路。發(fā)電回路12包括反應(yīng)堆14，高壓透平16，低壓透平18，發(fā)電透平20，同流換熱器22，預(yù)冷卻器24，低壓壓縮機(jī)26，中間冷卻器28以及高壓壓縮機(jī)30。
反應(yīng)堆14為使用球狀燃料元件的球床型反應(yīng)堆。反應(yīng)堆14具有入口14.1，通過該入口氦形式的工作流體能夠被引入反應(yīng)堆14和出口14.2。
高壓透平16傳動(dòng)上連接到高壓壓縮機(jī)30，并具有上游側(cè)或入口16.1以及下游側(cè)或出口16.2，入口16.1連接到反應(yīng)堆14的出口14.2。
低壓透平18傳動(dòng)上連接到低壓壓縮機(jī)26，并具有上游側(cè)或入口18.1以及下游側(cè)或出口18.2。入口18.1連接到高壓透平16的出口16.2。
發(fā)電透平20傳動(dòng)上連接到發(fā)電機(jī)32。發(fā)電透平20包括上游側(cè)或入口20.1以及下游側(cè)或出口20.2。發(fā)電透平20的入口20.1連接到低壓透平18的出口18.2。
該核電站還包括可變電阻器組33，該可變電阻器組以可斷開的方式連接到發(fā)電機(jī)32。
同流換熱器22具有熱或低壓側(cè)34以及冷或高壓側(cè)36。同流換熱器34的低壓側(cè)具有入口34.1和出口34.2。低壓側(cè)的入口34.1連接到發(fā)電透平20的出口20.2。
預(yù)冷卻器24為氦—水熱交換器并包括氦入口24.1和氦出口24.2。預(yù)冷卻器24的入口24.1連接到同流換熱器22的低壓側(cè)34的出口34.2。
低壓壓縮機(jī)26具有上游側(cè)或入口26.1以及下游側(cè)或出口26.2。低壓壓縮機(jī)26的入口26.1連接到預(yù)冷卻器24的氦出口24.2。
中間冷卻器28為氦—水熱交換器，并包括氦入口28.1和氦出口28.2。氦入口28.1連接到低壓壓縮機(jī)26的出口26.2。
高壓壓縮機(jī)30包括上游側(cè)和入口30.1以及下游側(cè)或出口30.2。高壓壓縮機(jī)30的入口30.1連接到中間冷卻器28的氦出口28.2。高壓壓縮機(jī)30的出口30.2連接到同流換熱器22高壓側(cè)的入口36.1。同流換熱器22高壓側(cè)的出口36.2連接到反應(yīng)堆14的入口14.1。
核電站10包括由參考標(biāo)號38表示的啟動(dòng)增壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)連接到同流換熱器22低壓側(cè)34的出口34.2和預(yù)冷卻器24的入口24.1之間。
啟動(dòng)增壓系統(tǒng)38包括常開啟動(dòng)增壓系統(tǒng)軸閥40，該閥連接在同流換熱器低壓側(cè)出口34.2和預(yù)冷卻器24的入口24.1之間的管線中。兩個(gè)增壓器42與啟動(dòng)增壓系統(tǒng)軸閥40并聯(lián)連接，而常閉隔離閥44與各增壓器42相關(guān)聯(lián)并與各增壓器串聯(lián)連接。另外，增壓器旁路閥裝置45與各增壓器44相關(guān)聯(lián)并與各增壓器并聯(lián)連接。每個(gè)增壓器旁路閥裝置45可以包括一個(gè)或多個(gè)能夠被獨(dú)立地控制的旁路閥。應(yīng)當(dāng)理解，增壓器旁路閥裝置45能夠由用于兩個(gè)增壓器的一個(gè)單個(gè)的閥構(gòu)成。
低壓壓縮機(jī)再循環(huán)管線46從低壓壓縮機(jī)26的出口或下游側(cè)26.2和中間冷卻器28的入口28.1之間的位置延伸到啟動(dòng)增壓系統(tǒng)38和預(yù)冷卻器24的入口24.1之間的位置。常閉低壓再循環(huán)閥48安裝在低壓壓縮機(jī)再循環(huán)管線46中。
高壓壓縮機(jī)再循環(huán)管線50從高壓壓縮機(jī)的出口或下游側(cè)30.2和同流換熱器22高壓側(cè)36的入口36.1之間的位置延伸到低壓壓縮機(jī)26的出口或下游側(cè)26.2和中間冷卻器28的入口28.1之間的位置。常閉高壓再循環(huán)閥51安裝在高壓壓縮機(jī)再循環(huán)管線50中。
同流換熱器旁路管線52從同流換熱器22高壓側(cè)36入口36.1的上游位置延伸到同流換熱器22高壓側(cè)36出口36.2的下游位置。常閉同流換熱器旁路閥54安裝在同流換熱器旁路管線52中。
核電站10包括高壓冷卻劑閥56和低壓冷卻劑閥58。高壓冷卻劑閥56被構(gòu)造為當(dāng)其開啟時(shí)提供從高壓壓縮機(jī)30的高壓側(cè)或出口30.2到低壓透平18的入口或低壓側(cè)18.1的氦的旁路。低壓冷卻劑閥58被構(gòu)造為，當(dāng)其開啟時(shí)，提供從高壓壓縮機(jī)30的高壓側(cè)或出口30.2到發(fā)電透平20的入口20.1的氦的旁路。
發(fā)電回路12被構(gòu)造為工作在作為熱力學(xué)轉(zhuǎn)換循環(huán)的布雷頓循環(huán)中。當(dāng)布雷頓循環(huán)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電回路中的循環(huán)流量由壓縮機(jī)26、30提供。
在應(yīng)用中，為啟動(dòng)布雷頓循環(huán)，通過啟動(dòng)增壓系統(tǒng)38獲得環(huán)繞發(fā)電回路的質(zhì)量流量。更具體地說，啟動(dòng)增壓系統(tǒng)軸閥40關(guān)閉，隔離閥44開啟而增壓器42運(yùn)行。在增壓器42運(yùn)行時(shí)，利用增壓器旁路閥裝置45以避免增壓器42的壓力驟增。
在開始啟動(dòng)布雷頓循環(huán)的操作之前，如果發(fā)電回路沒有處于備用模式，其將被切換到備用模式。備用模式的主要特征是增壓器42在運(yùn)行。
為降低損壞增壓器42的風(fēng)險(xiǎn)，重要的是將增壓器中的最高溫度保持在預(yù)定溫度以下，典型地，該預(yù)定溫度為250℃。基于此種考慮，運(yùn)行同流換熱器旁路閥54，以控制堆芯入口溫度，并因此間接地控制啟動(dòng)增壓系統(tǒng)38的最高溫度。另外，如上述提及的，增壓器旁路閥裝置45用來避免增壓器44的壓力驟增，并從而把對其造成損壞的風(fēng)險(xiǎn)減到最小。
而且，為調(diào)節(jié)同流換熱器22中的最高溫度，運(yùn)行高壓冷卻劑再循環(huán)閥56和低壓冷卻劑再循環(huán)閥58中的一個(gè)或兩個(gè)，以確保同流換熱器中的最高溫度保持在預(yù)定溫度以下，典型地，該預(yù)定溫度為600℃。
而且，在發(fā)電透平中產(chǎn)生的電能通常由運(yùn)行高壓再循環(huán)閥51和/或低壓再循環(huán)閥48控制，以使得電能不超出預(yù)定水平，例如1MW，而發(fā)電透平20的轉(zhuǎn)速被轉(zhuǎn)速控制器調(diào)節(jié)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速以下，即，典型地為30赫茲。
反應(yīng)堆14的出口溫度由反應(yīng)堆出口溫度控制器調(diào)節(jié)到處于750℃和900℃之間的一個(gè)溫度。
預(yù)冷卻器24和中間冷卻器28在其正常運(yùn)轉(zhuǎn)模式其作用為，確保了低壓壓縮機(jī)26和高壓壓縮機(jī)30的入口溫度大致在30℃。
而且，發(fā)電回路中的壓力水平處在20bar和50bar之間。
為啟動(dòng)布雷頓循環(huán)，在上述提及的處于其備用模式的核電站中，使用高壓再循環(huán)閥和低壓再循環(huán)閥控制由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能，可變電阻器組33連接到發(fā)電機(jī)32。轉(zhuǎn)速控制器將透平轉(zhuǎn)速控制在透平的正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速以下的一個(gè)轉(zhuǎn)速，即，大約30赫茲。
當(dāng)條件穩(wěn)定時(shí)，可變電阻器組33的電能從大約1MW降至大約300kW。在電能上的這一減少導(dǎo)致透平20轉(zhuǎn)速的升高，并因而使發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)速升高。當(dāng)透平20達(dá)到預(yù)期運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速時(shí)，典型地，該預(yù)期運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為50赫茲，可變電阻器組的電能再一次增加到預(yù)定水平，典型地為1MW，而透平轉(zhuǎn)速被轉(zhuǎn)速控制器控制在50赫茲。
在情況穩(wěn)定后，執(zhí)行使發(fā)電機(jī)輸出與電網(wǎng)同步的操作。
較短時(shí)間后，通常大約10分鐘，在系統(tǒng)與電網(wǎng)同步并穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)速控制器關(guān)閉，也就是說，可變電阻器組從發(fā)電機(jī)32斷開而再循環(huán)閥開始關(guān)閉。更具體地說，低壓再循環(huán)閥48和高壓再循環(huán)閥51和同流換熱器旁路閥54一起關(guān)閉。在此過程中，在通過關(guān)閉再循環(huán)閥48、51而使布雷頓循環(huán)的性能明顯改善的同時(shí)，發(fā)電透平20的輸出增加。
在上述一個(gè)程序性步驟中，根據(jù)系統(tǒng)中的壓力和溫度，將啟動(dòng)布雷頓循環(huán)并接管啟動(dòng)增壓系統(tǒng)38的壓縮機(jī)功能。
典型地，當(dāng)啟動(dòng)增壓系統(tǒng)兩側(cè)的壓差(出口壓力減去入口壓力)降低到預(yù)定水平以下，通常，該預(yù)定水平為20kPa，布雷頓循環(huán)的壓縮機(jī)功能可以自保持。在布雷頓循環(huán)自保持之后，啟動(dòng)增壓系統(tǒng)將關(guān)閉。
上述過程的一個(gè)重要特征在于，布雷頓循環(huán)的實(shí)際啟動(dòng)可以發(fā)生在執(zhí)行上述過程中的任何時(shí)刻。它不影響該系統(tǒng)其它的過程步驟的執(zhí)行，而系統(tǒng)表現(xiàn)也不會(huì)受到真正影響。
權(quán)利要求
1.在一種使用氦作為工作流體并具有閉合循環(huán)發(fā)電回路的核電站中，其中該發(fā)電回路利用布雷頓循環(huán)作為熱力學(xué)轉(zhuǎn)換循環(huán)，并包括具有入口和出口的核反應(yīng)堆；透平裝置，該透平裝置的上游側(cè)連接到反應(yīng)堆出口；至少一個(gè)壓縮機(jī)，透平裝置傳動(dòng)地連接于其上；以及至少一個(gè)熱交換器，提供了一種啟動(dòng)布雷頓循環(huán)的方法，該方法包括下列步驟如果發(fā)電回路尚未處于備用模式，那么將其切換到備用模式，在該模式下，用啟動(dòng)增壓系統(tǒng)氦環(huán)繞發(fā)電回路循環(huán)；以及增加發(fā)電回路所產(chǎn)生的電能，直到至少一個(gè)壓縮機(jī)能夠使氦環(huán)繞發(fā)電回路循環(huán)而不需要啟動(dòng)增壓系統(tǒng)的幫助。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)核電站包括發(fā)電機(jī)并且透平裝置包括傳動(dòng)上連接到發(fā)電機(jī)的發(fā)電透平時(shí)，該方法包括下列步驟施加負(fù)載給發(fā)電透平并調(diào)節(jié)發(fā)電透平的轉(zhuǎn)速使其低于發(fā)電透平正常運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速；減少所施加的負(fù)載，以使發(fā)電透平的轉(zhuǎn)速增加到發(fā)電透平的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速；使發(fā)電機(jī)的輸出與配電網(wǎng)同步；并在發(fā)電機(jī)的輸出保持與電網(wǎng)同步的時(shí)，增加發(fā)電透平的電力輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于向發(fā)電透平施加負(fù)載是通過與發(fā)電機(jī)相連接的可變電阻器組而施加的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所施加負(fù)載的減少是通過減少可變電阻器組的電阻而實(shí)現(xiàn)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于包括在發(fā)電機(jī)輸出已與配電網(wǎng)同步并且發(fā)電回路已經(jīng)穩(wěn)定后，將可變電阻器組與發(fā)電機(jī)斷開。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于減少所施加負(fù)載包括將負(fù)載從約1MW減少到約300kW。
7.根據(jù)權(quán)利要求2到6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于包括將發(fā)電透平的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的55％到65％之間的一個(gè)轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求2到7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于包括當(dāng)發(fā)電透平的正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為3000rpm時(shí)，調(diào)節(jié)發(fā)電透平轉(zhuǎn)速到約1800rpm。
9.根據(jù)權(quán)利要求2到8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，發(fā)電回路包括低壓壓縮機(jī)和高壓壓縮機(jī)，而透平裝置包括其分別傳動(dòng)上連接到低壓壓縮機(jī)和高壓壓縮機(jī)的低壓透平和高壓透平，而發(fā)電回路包括其中安裝有低壓再循環(huán)閥的低壓再循環(huán)管線以及其中安裝有高壓再循環(huán)閥的高壓再循環(huán)管線，低壓和高壓再循環(huán)管線分別從低壓和高壓壓縮機(jī)的下游位置延伸到其上游位置，在上述情形下，該方法包括利用低壓和高壓再循環(huán)閥中的至少一個(gè)穩(wěn)定發(fā)電回路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，發(fā)電回路包括具有高壓側(cè)和低壓側(cè)的同流換熱器，從同流換熱器高壓側(cè)的上游位置向其下游位置延伸的同流換熱器旁路管線，以及安裝在同流換熱器旁路管線中用于調(diào)節(jié)流經(jīng)其中的氦流量的同流換熱器旁路閥，在此情形下，由發(fā)電回路產(chǎn)生的電能的增加包括將再循環(huán)閥中的至少一個(gè)和旁路閥從開啟位置移向關(guān)閉位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求2到10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括當(dāng)布雷頓循環(huán)開始自保持時(shí)，關(guān)閉啟動(dòng)增壓系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當(dāng)啟動(dòng)增壓系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的至少一個(gè)增壓器和啟動(dòng)增壓系統(tǒng)軸閥，以及與增壓器相串聯(lián)的增壓器隔離閥時(shí)，關(guān)閉啟動(dòng)增壓系統(tǒng)包括開啟啟動(dòng)增壓系統(tǒng)軸閥，停止增壓器的運(yùn)行和關(guān)閉增壓器隔離閥。
13.一種核電站，其包括閉合循環(huán)發(fā)電回路；以及啟動(dòng)增壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括常開軸閥；至少一個(gè)與該軸閥并聯(lián)連接的增壓器；與該增壓器或每個(gè)增壓器相串聯(lián)的常閉增壓器隔離閥；以及與該增壓器或每個(gè)增壓器并聯(lián)的增壓器旁路裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的核電站，其特征在于包括閉合循環(huán)發(fā)電回路，該發(fā)電回路包括具有入口和出口的核反應(yīng)堆，其上游側(cè)連接到反應(yīng)堆出口的透平裝置，具有低壓側(cè)和高壓側(cè)、各側(cè)都具有入口和出口的同流換熱器，以及透平裝置傳動(dòng)連接于之的至少一個(gè)壓縮機(jī)，以及至少一個(gè)熱交換器，該閉合循環(huán)發(fā)電回路被設(shè)置為利用布雷頓循環(huán)作為熱力學(xué)轉(zhuǎn)換循環(huán)，該核電站還包括透平裝置傳動(dòng)上與其連接的發(fā)電機(jī)，以及以可斷開的方式與該發(fā)電機(jī)連接的可變電阻器組。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的核電站，其特征在于，發(fā)電回路包括高壓壓縮機(jī)和低壓壓縮機(jī)，以及透平裝置，該透平裝置包括傳動(dòng)上連接到高壓壓縮機(jī)的高壓透平，傳動(dòng)上連接到低壓壓縮機(jī)的低壓透平，以及傳動(dòng)上連接到發(fā)電機(jī)的發(fā)電透平。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的核電站，其特征在于，發(fā)電回路包括連接在同流換熱器低壓側(cè)出口和低壓壓縮機(jī)入口之間的預(yù)冷卻器，以及連接在低壓壓縮機(jī)出口和高壓壓縮機(jī)入口之間的中間冷卻器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的核電站，其特征在于，啟動(dòng)增壓系統(tǒng)設(shè)置于同流換熱器低壓側(cè)和預(yù)冷卻器之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的核電站，其特征在于，發(fā)電回路包括其中安裝有低壓再循環(huán)閥的低壓壓縮機(jī)再循環(huán)管線，該低壓再循環(huán)管線從低壓壓縮機(jī)下游側(cè)和中間冷卻器入口之間的位置延伸到啟動(dòng)增壓系統(tǒng)和預(yù)冷卻器入口之間的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求16到18中任一項(xiàng)所述的核電站，其特征在于，發(fā)電回路包括其中安裝有高壓壓縮機(jī)再循環(huán)閥的高壓壓縮機(jī)再循環(huán)管線，該管線從高壓壓縮機(jī)下游側(cè)和同流換熱器高壓側(cè)入口之間的位置延伸到低壓壓縮機(jī)出口和中間冷卻器入口之間的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求16到19中任一項(xiàng)所述的核電站，其特征在于，發(fā)電回路包括其中安裝有同流換熱器旁路閥的同流換熱器旁路管線，該同流換熱器旁路管線從該同流換熱器高壓側(cè)入口的上游位置延伸到該同流換熱器高壓側(cè)出口的下游位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求16到20中任一項(xiàng)所述的核電站，其特征在于，發(fā)電回路包括高壓冷卻劑閥和低壓冷卻劑閥，該高壓冷卻劑閥被構(gòu)造為，當(dāng)其開啟時(shí)提供從高壓壓縮機(jī)的高壓側(cè)到低壓透平入口的氦的旁路，而低壓冷卻劑閥被構(gòu)造為提供從高壓壓縮機(jī)的高壓側(cè)到發(fā)電透平入口的氦的旁路。
22.根據(jù)權(quán)利要求13到21中任一項(xiàng)所述的核電站，其特征在于該反應(yīng)堆為球床型。
23.根據(jù)權(quán)利要求13到22中任一項(xiàng)所述的核電站，其特征在于，啟動(dòng)增壓系統(tǒng)包括兩個(gè)與啟動(dòng)增壓器軸閥并聯(lián)的增壓器以及一個(gè)與各增壓器相關(guān)聯(lián)的增壓器隔離閥。
24.一種基本上如本文所述的根據(jù)權(quán)利要求1的方法。
25.一種基本上如本文所述的根據(jù)權(quán)利要求13的核電站。
26.一種如本文所述的新方法或核電站。
全文摘要
一種核電站，該核電站包括一個(gè)閉合循環(huán)發(fā)電回路，其利用布雷頓循環(huán)作為熱力學(xué)轉(zhuǎn)換循環(huán)。該核電站還包括啟動(dòng)增壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有軸閥，以及與該軸閥并聯(lián)連接的增壓器。而且，常閉增壓器隔離閥與增壓器以及與該增壓器并聯(lián)的增壓器旁路結(jié)構(gòu)串聯(lián)設(shè)置。一種啟動(dòng)布雷頓循環(huán)的方法包括將發(fā)電回路切換到備用模式，在該模式下，氦依靠啟動(dòng)增壓系統(tǒng)和在回路中所產(chǎn)生的增加的電能而環(huán)繞發(fā)電回路循環(huán)，直到氦依靠獨(dú)立于啟動(dòng)增壓系統(tǒng)的壓縮機(jī)而圍繞發(fā)電回路循環(huán)。
文檔編號F02C1/10GK1526143SQ02807520
公開日2004年9月1日 申請日期2002年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者邁克爾·科雷亞, 邁克爾 科雷亞, 威廉·阿德里安·奧登達(dá)爾·克里爾, 阿德里安 奧登達(dá)爾 克里爾 申請人:球床模件反應(yīng)堆(專有)有限公司