本公開涉及核電調峰，尤其涉及一種耦合熱泵儲能的核電廠供熱調峰系統。

背景技術：

1、目前核電系統根據電網調度要求，主要以停機或者降負荷運行(約80％)的方式參與電網調峰。然而，通過降低核反應堆功率的方式來實現機組調峰具有較大的問題，一是深度調峰難以實現；二是改變反應堆功率將嚴重影響系統安全穩定運行，并影響堆芯換料周期；三是實施反應堆功率調節易導致壓力容器及其他結構材料的熱疲勞、燃料燃耗損失、運動設備部件磨損、堆內中子通量振蕩、堆芯溫度分布不均勻等安全問題。并且，當核電機組跟蹤調節電網頻率時，功率調節還會對控制棒驅動機構、反應堆壓力容器、穩壓器、蒸汽發生器及其他部件的壽命產生一定的影響。

2、當沒有頂峰需求時，核電調峰可利用供熱的手段進行。但目前的供熱調峰方式存在能量轉換效率低的問題，不僅造成核電系統的調峰難度較大，而且還導致供給的蒸汽品質不高，供熱溫度較低。

技術實現思路

1、本公開旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

2、為此，本公開的目的在于提供一種耦合熱泵儲能的核電廠供熱調峰系統。

3、為達到上述目的，本公開提供一種耦合熱泵儲能的核電廠供熱調峰系統，包括：核電系統、熱泵儲能系統、加熱系統和供熱系統；其中，所述核電系統具有第一蒸汽循環通路并利用所述第一蒸汽循環通路中的飽和蒸汽發電，所述加熱系統包括：過熱器、蒸發器和第一預熱器，所述供熱系統具有第二蒸汽循環通路并利用所述第二蒸汽循環通路中的過熱蒸汽供熱；所述熱泵儲能系統用于當調峰狀態時從所述第一蒸汽循環通路吸收并儲存熱量；所述過熱器、所述蒸發器和所述第一預熱器用于依次從所述熱泵儲能系統吸收熱量，且所述第一預熱器、所述蒸發器和所述過熱器用于依次向所述第二蒸汽循環通路釋放熱量。

4、可選的，所述熱泵儲能系統包括：壓縮裝置、第一膨脹裝置和儲能裝置；其中，所述壓縮裝置的介質輸入端和所述第一膨脹裝置的介質輸出端之間的通路用于當調峰狀態時從所述第一蒸汽循環通路吸收熱量，且所述壓縮裝置的介質輸出端和所述第一膨脹裝置的介質輸入端之間的通路用于當調峰狀態時向所述儲能裝置釋放熱量；所述過熱器、所述蒸發器和所述第一預熱器用于依次從所述儲能裝置吸收熱量。

5、可選的，所述熱泵儲能系統還包括：吸熱器和放熱器；其中，所述吸熱器的吸熱通道用于從所述第一蒸汽循環通路吸收熱量，且所述吸熱器的放熱通道串聯在所述壓縮裝置的介質輸入端和所述第一膨脹裝置的介質輸出端之間，所述吸熱器的放熱通道輸入端和所述第一膨脹裝置的介質輸出端相連，所述吸熱器的放熱通道輸出端和所述壓縮裝置的介質輸入端相連；所述放熱器的吸熱通道串聯在所述壓縮裝置的介質輸出端和所述第一膨脹裝置的介質輸入端之間，且所述放熱器的吸熱通道輸入端和所述壓縮裝置的介質輸出端相連，所述放熱器的吸熱通道輸出端和所述第一膨脹裝置的介質輸入端相連，所述放熱器的放熱通道輸入端和所述儲能裝置的低溫介質輸出端相連，所述放熱器的放熱通道輸出端和所述儲能裝置的高溫介質輸入端相連。

6、可選的，所述熱泵儲能系統還包括：隔離換熱器，所述隔離換熱器的吸熱通道并聯在所述第一蒸汽循環通路上，且所述隔離換熱器的放熱通道輸出端和所述吸熱器的吸熱通道輸入端相連，所述隔離換熱器的放熱通道輸入端和所述吸熱器的吸熱通道輸出端相連；其中，所述隔離換熱器放熱通道中的介質壓力大于所述隔離換熱器吸熱通道中的蒸汽壓力。

7、可選的，所述核電系統包括：反應堆、蒸汽發生器、高壓缸、再熱器、中低壓缸、發電機；其中，所述反應堆的蒸汽輸出端和所述蒸汽發生器的吸熱通道輸入端相連，且所述反應堆的冷卻水輸入端和所述蒸汽發生器的吸熱通道輸出端相連，所述蒸汽發生器的放熱通道輸出端分別與所述高壓缸的蒸汽輸入端和所述再熱器的吸熱通道輸入端相連；所述再熱器的放熱通道輸入端和所述高壓缸的蒸汽輸出端相連，且所述再熱器的放熱通道輸出端和所述中低壓缸的蒸汽輸入端相連，所述再熱器的吸熱通道輸出端和所述中低壓缸的蒸汽輸出端分別與所述蒸汽發生器的放熱通道輸入端相連；所述壓縮裝置的介質輸入端和所述第一膨脹裝置的介質輸出端之間的通路用于從所述蒸汽發生器放熱通道輸出端的蒸汽、所述高壓缸的蒸汽和所述中低壓缸的蒸汽吸收熱量。

8、可選的，所述熱泵儲能系統還包括：電動機，所述電動機的動力輸出端和所述壓縮裝置的動力輸入端傳動相連；和/或，軸功傳導機構，所述軸功傳導機構的動力輸入端分別與所述高壓缸的動力輸出端和所述中低壓缸的動力輸出端傳動相連，且所述軸功傳導機構的動力輸出端和所述壓縮裝置的動力輸入端傳動相連；和/或，第二膨脹裝置，所述第二膨脹裝置的蒸汽輸入端和所述蒸汽發生器的放熱通道輸出端相連，且所述第二膨脹裝置的蒸汽輸出端和所述再熱器的放熱通道輸入端相連，或，所述第二膨脹裝置的蒸汽輸入端分別與所述高壓缸的蒸汽輸出端和所述中低壓缸的蒸汽輸出端相連，且所述第二膨脹裝置的蒸汽輸出端和所述蒸汽發生器的放熱通道輸入端相連。

9、可選的，所述核電系統還包括：凝汽器、低壓加熱器、第一除氧器和高壓加熱器；其中，所述凝汽器的蒸汽輸入端和所述中低壓缸的蒸汽輸出端相連，且所述低壓加熱器的吸熱通道輸入端和所述中低壓缸的蒸汽輸出端相連，所述低壓加熱器的放熱通道輸入端和所述凝汽器的凝結水輸出端相連；所述第一除氧器的水汽輸入端分別與所述低壓加熱器的吸熱通道輸出端、所述低壓加熱器的放熱通道輸出端和所述高壓缸的蒸汽輸出端相連，且所述高壓加熱器的吸熱通道輸入端和所述高壓缸的蒸汽輸出端相連，所述高壓加熱器的放熱通道輸入端和所述第一除氧器的除氧水輸出端相連，所述高壓加熱器的吸熱通道輸出端和所述高壓加熱器的放熱通道輸出端分別與所述蒸汽發生器的放熱通道輸入端相連。

10、可選的，所述核電系統還包括：引射器和減溫減壓裝置；其中，所述引射器的蒸汽輸入端分別與所述蒸汽發生器的放熱通道輸出端、所述高壓缸的蒸汽輸出端和所述中低壓缸的蒸汽輸出端相連，且所述引射器的蒸汽輸出端和所述減溫減壓裝置的蒸汽輸入端相連，所述減溫減壓裝置的水汽輸出端和所述第一除氧器的水汽輸入端相連；所述壓縮裝置的介質輸入端和所述第一膨脹裝置的介質輸出端之間的通路用于從所述引射器的蒸汽輸出端和所述減溫減壓裝置的蒸汽輸入端之間的通路吸收熱量。

11、可選的，所述過熱器的吸熱通道輸入端和所述儲能裝置的高溫介質輸出端相連，且所述蒸發器的吸熱通道輸入端和所述過熱器的吸熱通道輸出端相連，所述第一預熱器的吸熱通道輸入端和所述蒸發器的吸熱通道輸出端相連，所述第一預熱器的吸熱通道輸出端和所述儲能裝置的低溫介質輸入端相連；所述第一預熱器的放熱通道輸入端和所述第二蒸汽循環通路的回水端相連，且所述蒸發器的放熱通道輸入端和所述第一預熱器的放熱通道輸出端相連，所述過熱器的放熱通道輸入端和所述蒸發器的放熱通道輸出端相連，所述過熱器的放熱通道輸出端和所述第二蒸汽循環通路的供熱端相連。

12、可選的，所述加熱系統還包括：汽包、第二除氧器和第二預熱器；其中，所述汽包設置在所述蒸發器的放熱通道輸入端和所述第一預熱器的放熱通道輸出端之間以及所述過熱器的放熱通道輸入端和所述蒸發器的放熱通道輸出端之間，所述汽包的第一輸入端和所述第一預熱器的放熱通道輸出端相連，所述汽包的第一輸出端和所述蒸發器的放熱通道輸入端相連，所述汽包的第二輸入端和所述蒸發器的放熱通道輸出端相連，所述汽包的第二輸出端和所述過熱器的放熱通道輸入端相連；所述第二除氧器的回水輸入端和所述第二蒸汽循環通路的回水端相連，且所述第二除氧器的蒸汽輸入端分別與所述汽包的第二輸出端和所述過熱器的放熱通道輸出端相連；所述第二預熱器的吸熱通道輸入端分別與所述汽包的第二輸出端和所述過熱器的放熱通道輸出端相連，且所述第二預熱器的吸熱通道輸出端和所述第二除氧器的水汽輸入端相連，所述第二預熱器的放熱通道輸入端和所述第二除氧器的除氧水輸出端相連，所述第二預熱器的放熱通道輸出端和所述第一預熱器的放熱通道輸入端相連。

13、本公開提供的技術方案可以包括以下有益效果：

14、由于熱泵儲能系統從第一蒸汽循環通路吸收并儲存熱量，使得核電系統能夠利用熱泵儲能系統的熱量儲存實現調峰，并且，由于過熱器、蒸發器和第一預熱器依次從熱泵儲能系統吸收熱量，且第一預熱器、蒸發器和過熱器依次向第二蒸汽循環通路釋放熱量，使得供熱系統能夠利用熱泵儲能系統的熱量釋放實現供熱。其中，通過在利用低溫飽和蒸汽發電的核電系統與利用高溫過熱蒸汽供熱的供熱系統之間建立熱泵儲能系統，以利用熱泵儲能系統的熱泵循環將核電系統中調峰蒸汽的熱能“搬運”至供熱系統，熱泵循環可為供熱系統提供數倍于耗電量的熱能，最終達到提高系統能量轉換效率的目的，不僅降低了核電系統的調峰難度，而且還大幅提升了供給的蒸汽品質，保證了較高的供熱溫度。

15、本公開附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本公開的實踐了解到。