低温供热堆自动发电技术_核电论坛PPT
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核能利用的新途径——低温堆核能供热PPT模板
08参考文献Fra bibliotek参考文献
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感谢聆听
第五节瑞典SECURE供 热堆设计
第六节法国THERMOS 供热堆设计
第二章核供热站的发 展及现状
第七节瑞士EIR供 热堆设计
04
第三章壳式供热堆
第三章壳式供热堆
第一节壳式供热堆概述 第二节5MW试验供热堆 第三节200MW核供热示范站
05
第四章池式核供热反应堆
第四章池 式核供热 反应堆
第一节概述 第二节自然循环池式供热堆 第三节强迫-自然循环池式供热堆
第一章概论
第一节供热反应堆的 意义 第二节核供热站与核 发电站的异同 第三节核供热站的用 途和前景
03
第二章核供热站的发展及现状
第二章核供热站的发展及现状
第三节前苏联（现俄罗 斯）商用壳式堆及小功
率池式供热堆
第二节加拿大 SLOWPOKE池式供热堆
第一节核供热反应堆的 分类
第四节德国西门子供热 堆设计
06
第五章供热反应堆的运行
第五章供热反应堆 的运行
第一节正常运行中的参数变化 第二节供热堆的流动稳定性 第三节反应堆的启动和停闭 第四节变负荷时的控制调节 第五节5MW供热堆运行试验
07
第六章核供热堆的综合利用与经济分析
第六章核供热堆的综合利用与 经济分析
第一节核供热堆综合利用的意义 与前景 第二节热电联供 第三节供热与制冷 第四节海水淡化 第五节核供热堆的经济分析
核能利用的新途径——低温堆核能供热
演讲人
202X-11-11
目录
01. 目录
02. 第一章概论
03. 04. 第二章核供热站的发展及 现状
低温余热发电技术简介PPT课件
358 453 162
345 458 147
398 496 232
100
0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77
Flue Temp.℃ Avg. ℃
℃
数据 空气 78 21 1
铁矿石烧结熟料 3 100
150,000 368
低温余热的基本概念
Consideration
Sintering Machine
低温余热的基本概念
Consideration
EAF
900
842
800
696
708
700
622
626
630
600
500 400 300
200152
Time min
烟气热焓图
低温余热的基本概念
Consideration
EAF
3,000
2,500
2,000
Steam Load / KW
1,500
1,000
500
-500
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
Consideration
Converter
Converter Information
Converter Number 1 2 3 3 Subtital
Capacity t/Cycle
120 120 120 120 480
【精品】低温热源发电应用课件
▪ 由此可见要一种工质要同时满足最优的换热面积和涡轮尺寸 的工质，是不行的。
▪ 我们还需要从经济性上考虑如何选择工质。
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学习计划
2周
▪ 了解kalina循环 ▪ 并比较与朗肯循环的优劣.
2周
▪ 水蒸气扩容（闪蒸）循环 ▪ 并比较与其他循环的优劣
2周
试做经济性分析
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低温热源发电应用
1.低温热能
• 低温热能指品位相对较低的热能,一般温度在80-200℃。 • 低温热能包括太阳热能、各种工业废热、地热、海洋温差
等可再生能源。 • 根据相关的统计指出,仅以工业废热为例,人类所利用的热
能中就有将近50%最终以低品位废热的形式直接排放。
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160℃时不同工质的换热面积函数
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200℃时不同工质的换热面积函数
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160℃时不同工质的涡轮机尺寸函数
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200℃时不同工质的涡轮机尺寸函数
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▪ 可以看到在160℃时，R123和正戊烷与R134a相比有较小的换 热面积，但是这两种工质的涡轮机尺寸是R134a的两到三倍。 这个差距在200℃时更加明显。
80℃时不同工质的净功率函数
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120℃时不同工质的净功率函数
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160℃时不同工质的净功率函数
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200℃时不同工质的净功率函数
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▪ 不同温度时ห้องสมุดไป่ตู้工质的做功能力基本一致，温度越高做功能力越强 ▪ 相同温度下，不同工质最大做功能力下对应的压力差别明显 ▪ 在80℃时，不同工质最大做功范围为155-160kw ▪ 在120℃和160℃时，R227ea做最大净功分别为557kw和1269kw ▪ 在200℃时，R245fa做最大净功为2255kw ▪ 且此时R227ea，R134a和 R245fa的做功能力明显区别其他工质
▪ 我们还需要从经济性上考虑如何选择工质。
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学习计划
2周
▪ 了解kalina循环 ▪ 并比较与朗肯循环的优劣.
2周
▪ 水蒸气扩容（闪蒸）循环 ▪ 并比较与其他循环的优劣
2周
试做经济性分析
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低温热源发电应用
1.低温热能
• 低温热能指品位相对较低的热能,一般温度在80-200℃。 • 低温热能包括太阳热能、各种工业废热、地热、海洋温差
等可再生能源。 • 根据相关的统计指出,仅以工业废热为例,人类所利用的热
能中就有将近50%最终以低品位废热的形式直接排放。
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160℃时不同工质的换热面积函数
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200℃时不同工质的换热面积函数
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160℃时不同工质的涡轮机尺寸函数
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200℃时不同工质的涡轮机尺寸函数
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▪ 可以看到在160℃时，R123和正戊烷与R134a相比有较小的换 热面积，但是这两种工质的涡轮机尺寸是R134a的两到三倍。 这个差距在200℃时更加明显。
80℃时不同工质的净功率函数
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120℃时不同工质的净功率函数
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160℃时不同工质的净功率函数
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200℃时不同工质的净功率函数
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▪ 不同温度时ห้องสมุดไป่ตู้工质的做功能力基本一致，温度越高做功能力越强 ▪ 相同温度下，不同工质最大做功能力下对应的压力差别明显 ▪ 在80℃时，不同工质最大做功范围为155-160kw ▪ 在120℃和160℃时，R227ea做最大净功分别为557kw和1269kw ▪ 在200℃时，R245fa做最大净功为2255kw ▪ 且此时R227ea，R134a和 R245fa的做功能力明显区别其他工质
《低温热源发电应用》课件
案例
某钢铁企业利用炼钢过程中产生的余热进行发电，通过建设余热回收系统和发电装置，实 现了对炼钢余热的回收再利用，不仅节约了能源，还为企业带来了可观的经济效益。
地热发电案例
总结词
地热发电是一种利用地热能进行发电的技术，具有可再生、环保、稳定等优点。
详细描述
地热发电技术在实际应用中，通常采用高温、高压的地热蒸汽或热水作为热源，通过地热发电装置将热能转化为电能 。地热发电技术不仅可以减少对化石燃料的依赖，还可以减少温室气体排放，具有很高的环保价值。
应用领域
广泛应用于工业余热、地 热、海洋温差等低温热源 的利用。
技术特点
具有高效、环保、可持续 等优点，可有效降低能源 消耗和减少环境污染。
低温热源发电技术原理
工作原理
利用热力学原理，通过工质在蒸发、冷凝过程中 吸收和释放热量，将低品位热能转换为电能。
关键技术
高效换热技术、工质循环技术、热电转换技术等 。
Chapter
低温热源发电技术优势
相较于传统的发电方式，低温热 源发电技术排放的污染物较少， 对环境影响较小。
低温热源发电系统设计寿命长， 运行稳定可靠，维护成本相对较 低。
高效能源利用 环保性 灵活性
长寿命与可靠性
低温热源发电技术能够充分利用 低品位热能，提高能源利用效率 。
该技术适用于各种规模和类型的 热源，可以根据实际需求进行定 制和调整。
总结词
低温热源发电技术在其他领域也有广泛应用，如建筑节能、温室农业等。
详细描述
低温热源发电技术在建筑节能领域可用于供暖、制冷等方面，提高建筑的能源利用效率；在温室农业领域可用于 温室加热、灌溉等方面，提高农作物的产量和品质。这些应用场景的拓展将为低温热源发电技术的发展提供更广 阔的空间。
某钢铁企业利用炼钢过程中产生的余热进行发电，通过建设余热回收系统和发电装置，实 现了对炼钢余热的回收再利用，不仅节约了能源，还为企业带来了可观的经济效益。
地热发电案例
总结词
地热发电是一种利用地热能进行发电的技术，具有可再生、环保、稳定等优点。
详细描述
地热发电技术在实际应用中，通常采用高温、高压的地热蒸汽或热水作为热源，通过地热发电装置将热能转化为电能 。地热发电技术不仅可以减少对化石燃料的依赖，还可以减少温室气体排放，具有很高的环保价值。
应用领域
广泛应用于工业余热、地 热、海洋温差等低温热源 的利用。
技术特点
具有高效、环保、可持续 等优点，可有效降低能源 消耗和减少环境污染。
低温热源发电技术原理
工作原理
利用热力学原理，通过工质在蒸发、冷凝过程中 吸收和释放热量，将低品位热能转换为电能。
关键技术
高效换热技术、工质循环技术、热电转换技术等 。
Chapter
低温热源发电技术优势
相较于传统的发电方式，低温热 源发电技术排放的污染物较少， 对环境影响较小。
低温热源发电系统设计寿命长， 运行稳定可靠，维护成本相对较 低。
高效能源利用 环保性 灵活性
长寿命与可靠性
低温热源发电技术能够充分利用 低品位热能，提高能源利用效率 。
该技术适用于各种规模和类型的 热源，可以根据实际需求进行定 制和调整。
总结词
低温热源发电技术在其他领域也有广泛应用，如建筑节能、温室农业等。
详细描述
低温热源发电技术在建筑节能领域可用于供暖、制冷等方面，提高建筑的能源利用效率；在温室农业领域可用于 温室加热、灌溉等方面，提高农作物的产量和品质。这些应用场景的拓展将为低温热源发电技术的发展提供更广 阔的空间。
《低温热源发电应用》课件
低温热源发电应用
低温热源发电是一种利用低温热能转化成电能的技术。它有着广阔的应用前 景，有助于资源利用、替代化石能源以及环境保护。
什么是低温热源发电？
低温热源发电是利用低温热能（一般指热源温度低于100℃）转化成电能的一种技术。它的核心原理是通过热 机循环过程转化热能为机械能，再由发电机将机械能转化为电能。低温热源发电具有高效节能、环保可持续的 优势。
地源热泵系统
通过利用地下的恒温环境，将 浅层地热转化为供暖和供冷能 源。
植物公园绿化空调系 统
利用植物公园内的绿化植物和 水域，实现对空调系统的低温 热源供将低 温热能转化为供暖和供冷能源。
低温热源发电的发展前景
国内外市场分析
低温热源发电市场前景广阔， 特别是在欧美等发达国家已经 得到广泛应用。
政策支持
政府鼓励和支持低温热源发电 技术的发展，提供税收优惠和 补贴等政策支持措施。
技术进展
低温热源发电技术在效率和经 济性方面不断得到改进和提高， 将进一步推动其发展。
结论
低温热源发电对于能源的可持续发展具有重要意义。未来应继续加大技术研发和政策支持力度，推动低温热源 发电技术的进一步应用和发展。
低温热源发电的应用
资源利用
低温热源发电可以充分利用一些低温废热、地热、浅层地热等资源，实现能源的高效利用。
化石能源替代
低温热源发电技术对化石能源的替代具有重要意义，有助于减少温室气体的排放和改善环境 质量。
环境保护
低温热源发电技术具有低排放、低污染的特点，有助于减少对环境的负面影响。
实际案例分析
低温热源发电是一种利用低温热能转化成电能的技术。它有着广阔的应用前 景，有助于资源利用、替代化石能源以及环境保护。
什么是低温热源发电？
低温热源发电是利用低温热能（一般指热源温度低于100℃）转化成电能的一种技术。它的核心原理是通过热 机循环过程转化热能为机械能，再由发电机将机械能转化为电能。低温热源发电具有高效节能、环保可持续的 优势。
地源热泵系统
通过利用地下的恒温环境，将 浅层地热转化为供暖和供冷能 源。
植物公园绿化空调系 统
利用植物公园内的绿化植物和 水域，实现对空调系统的低温 热源供将低 温热能转化为供暖和供冷能源。
低温热源发电的发展前景
国内外市场分析
低温热源发电市场前景广阔， 特别是在欧美等发达国家已经 得到广泛应用。
政策支持
政府鼓励和支持低温热源发电 技术的发展，提供税收优惠和 补贴等政策支持措施。
技术进展
低温热源发电技术在效率和经 济性方面不断得到改进和提高， 将进一步推动其发展。
结论
低温热源发电对于能源的可持续发展具有重要意义。未来应继续加大技术研发和政策支持力度，推动低温热源 发电技术的进一步应用和发展。
低温热源发电的应用
资源利用
低温热源发电可以充分利用一些低温废热、地热、浅层地热等资源，实现能源的高效利用。
化石能源替代
低温热源发电技术对化石能源的替代具有重要意义，有助于减少温室气体的排放和改善环境 质量。
环境保护
低温热源发电技术具有低排放、低污染的特点，有助于减少对环境的负面影响。
实际案例分析
低温热源发电应用22页PPT
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
22
T-s 图中三类工质的饱和蒸汽曲线
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2.2不同有机物工质性质的比较
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2.3不同有机物工质的建模比较
在Amlaku Abie Lakew的Working fluids for lowtemperature heat source里，他建立模型对几种有机物 工质进行比较。
在不同温度和压力下，有机物的发电净功率、火用效 率、换热面积以及涡轮尺寸的比较。
低温热源发电应用
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
低温热能发电
Power generation from low-temperature heat
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80℃时不同工质的净功率函数
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120℃时不同工质的净功率函数
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ห้องสมุดไป่ตู้
160℃时不同工质的净功率函数
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200℃时不同工质的净功率函数
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▪ 不同温度时的工质的做功能力基本一致，温度越高做功能力越强 ▪ 相同温度下，不同工质最大做功能力下对应的压力差别明显 ▪ 在80℃时，不同工质最大做功范围为155-160kw ▪ 在120℃和160℃时，R227ea做最大净功分别为557kw和1269kw ▪ 在200℃时，R245fa做最大净功为2255kw ▪ 且此时R227ea，R134a和 R245fa的做功能力明显区别其他工质
第八章低温核供热堆精选精品PPT
由于该堆采用了一体化、自稳压、全功率自然循环冷却，控制棒动 压水力驱动，双层结构及非能动安全系统等措施。具有优异的 固有安全特性，因此该堆可以建造钢密的居民区附近。
5MW低温核供热堆特点
自1986年，功率为5MW的模拟试验壳式供热堆升始动工兴 建，至1989年建成并投入远行，向周围的建筑物供暖，成 为世界上第一座投入运行的壳式堆核供热站，总使用面积 1500平方米。
（5兆1） 瓦壳低式温一核体供化热自堆然是循一环体压化水自堆然，循如环前壳苏式联轻设水计核的反应AS堆T－，5其00热，功其率热为功5率00为0千50瓦0M，W堆，芯工高作度压为力0.为2.
核 则应 第能反用二供应 核种热 堆能 为是 不供 建核 必热 造能 采方 单器应 用式 纯处用 高有 核的 温两 供被一高种热个 压： 站冷重 ，却要 只即方 有建剂面 造1. 。 只50产℃生低后压蒸通汽用和热反水而应不堆发电，。 热利用率可达50%。 (3) 瑞典的ASEA公司也设计成类似的供热站。 目第前二我 种国为已建设造计单壳纯式核一供体热化站自，然即循建环造核只供产热生堆低。压蒸汽和热水而不发电。
另(3)外瑞，典核的(供5A热)SE站瑞A低公士温司低也：压设，计发安成展全类可似了靠的，供三可热以种站建。类造在型热用的户供附近热，降反低应热管堆网投：资气，直冷接向式市，区供壳热。式，深水池式
（6）法国开发了THERMOS型反应堆
一座20万千瓦的低温核热站可以满足500万平方米的建筑面积供暖。 每年节省标准煤30万吨，减少1亿多万吨公里的运输核供热模式堆采用深水池式低温供 热堆，热功率为5MW，池表面为常压，冷却水温度可达114℃， 向热网提供90℃左右热水，该核供热站已于1989年建成运行。
目前我国已设计壳式一体化自然循环核供热堆。其热功率为 200MW，工作压力为2.5兆帕，反应堆堆芯和主热交换器均布 置在压力壳内。系统压力由压力壳内上部空间中氮气和水汽混 合物压力维持。
5MW低温核供热堆特点
自1986年，功率为5MW的模拟试验壳式供热堆升始动工兴 建，至1989年建成并投入远行，向周围的建筑物供暖，成 为世界上第一座投入运行的壳式堆核供热站，总使用面积 1500平方米。
（5兆1） 瓦壳低式温一核体供化热自堆然是循一环体压化水自堆然，循如环前壳苏式联轻设水计核的反应AS堆T－，5其00热，功其率热为功5率00为0千50瓦0M，W堆，芯工高作度压为力0.为2.
核 则应 第能反用二供应 核种热 堆能 为是 不供 建核 必热 造能 采方 单器应 用式 纯处用 高有 核的 温两 供被一高种热个 压： 站冷重 ，却要 只即方 有建剂面 造1. 。 只50产℃生低后压蒸通汽用和热反水而应不堆发电，。 热利用率可达50%。 (3) 瑞典的ASEA公司也设计成类似的供热站。 目第前二我 种国为已建设造计单壳纯式核一供体热化站自，然即循建环造核只供产热生堆低。压蒸汽和热水而不发电。
另(3)外瑞，典核的(供5A热)SE站瑞A低公士温司低也：压设，计发安成展全类可似了靠的，供三可热以种站建。类造在型热用的户供附近热，降反低应热管堆网投：资气，直冷接向式市，区供壳热。式，深水池式
（6）法国开发了THERMOS型反应堆
一座20万千瓦的低温核热站可以满足500万平方米的建筑面积供暖。 每年节省标准煤30万吨，减少1亿多万吨公里的运输核供热模式堆采用深水池式低温供 热堆，热功率为5MW，池表面为常压，冷却水温度可达114℃， 向热网提供90℃左右热水，该核供热站已于1989年建成运行。
目前我国已设计壳式一体化自然循环核供热堆。其热功率为 200MW，工作压力为2.5兆帕，反应堆堆芯和主热交换器均布 置在压力壳内。系统压力由压力壳内上部空间中氮气和水汽混 合物压力维持。
低温核供热堆
7
低温核供热堆系统设备
1 冷却剂堆内流程 2 3回路系统
3 燃料组件设计特点
4 压力容器，安全壳
5 主换热器设备
8
低温核供热堆安全特性
1 负温度反馈系数 2 一体化自稳压设计 3 自然循环冷却 4 双层壳结构 5 设置隔离回路
6 运行参数低，热惯性大
7 可靠棏停堆系统 8 系统简单，操作方便
9
200MW 低温堆
世界已有的主要低温供热堆型
（1）壳式一体化自然循环压水堆，如前苏联设计的AST－500，其热 功率为500MW，工作压力为2.0兆帕； （2）池式核供热堆，如加拿大建成的SLOW POKE堆热功率2000千瓦。 反应堆为池式常压；自然循环，冷却水出口温度为80℃，在热交换 器处被冷却剂50℃后通用反应堆，热利用率可达50%。 (3) 瑞典的ASEA公司也设计成类似的供热站。
核能供热是利用核反应堆生产的能量直接供热。它可以用这种能量 单纯供热，也可以用综合利用。如热电联供。核能供热是核能应用 的一个重要方面。目前约有70%一次能源用于供热，而核能供热的 优点是环境污染小，燃料运输量小，因此核能供热的市场前景十分 广阔的。应用核能供热方式有两种： 第一种是在发电的同时采用抽气供热，这与常规热电厂相似。这种 方式从有效利用燃料角度来分析，经济性较好。但是核供热电站一 般蒸汽参数较低，相应的汽轮发电机效率低，设备大，相应的热效 率低于烧有机燃料的供热电站。 第二种为建造单纯核供热站，即建造只产生低压蒸汽和热水而不发 电。则反应堆不必采用高温高压，只有1.5～2.0兆帕，甚至更低压力。 这样反应堆等一回路系统设备管道的制造安装容易成本低。另外， 核供热站低温低压，安全可靠，可以建造在热用户附近，降低热管 网投资，直接向市区供热。 1
第八章低温核供热堆优品ppt
具有优异的固有安全特性，因此该堆可以建造钢密的居民区附近。 则反应堆不必采用高温高压，只有1.
319台，电器设备132台以及各种阀门、仪表达千余件。
供热堆HERE-300. (5) 瑞士：发展了三种类型的供热反应堆：气冷式，壳式，深水池式 （6）法国开发了THERMOS型反应堆
一座20万千瓦的低温核热站可以满足500万平方米的建筑面积供暖。 每年节省标准煤30万吨，减少1亿多万吨公里的运输量。同时 减少排放烟尘。
我国自行设计建造的第一座低温核供热模式堆采用深水池式低温供 热堆，热功率为5MW，池表面为常压，冷却水温度可达114℃， 向热网提供90℃左右热水，该核供热站已于1989年建成运行。
（1）壳式一体化自然循环压水堆，如前苏联设计的AST－500，其热 功率为500MW，工作压力为2.0兆帕；
（2）池式核供热堆，如加拿大建成的SLOW POKE堆热功率2000千瓦。 反应堆为池式常压；自然循环，冷却水出口温度为80℃，在热交换 器处被冷却剂50℃后通用反应堆，热利用率可达50%。
(3) 瑞典的ASEA公司也设计成类似的供热站。 (4) 德国西门子公司发展一种微沸腾式供热堆KWU－200以及压水式
中间回路 等先进的技术 一座20万千瓦的低温核热站可以满足500万平方米的建筑面积供暖。
一体化布置和分置式布置
特点。 第二种为建造单纯核供热站，即建造只产生低压蒸汽和热水而不发电。
在该堆上先后开展了供热堆运行特性研究，热电联供实验研究，核能低温制冷实验研究，核能海水淡化实验研究等 49兆帕，温度90/60℃。
5兆瓦低温核供热堆是一体化自然循环壳式轻水核反应堆，
其热功率为5000千瓦，堆芯高度为0.69米，堆芯当量直径
6℃，中间回路压力1.
319台，电器设备132台以及各种阀门、仪表达千余件。
供热堆HERE-300. (5) 瑞士：发展了三种类型的供热反应堆：气冷式，壳式，深水池式 （6）法国开发了THERMOS型反应堆
一座20万千瓦的低温核热站可以满足500万平方米的建筑面积供暖。 每年节省标准煤30万吨，减少1亿多万吨公里的运输量。同时 减少排放烟尘。
我国自行设计建造的第一座低温核供热模式堆采用深水池式低温供 热堆，热功率为5MW，池表面为常压，冷却水温度可达114℃， 向热网提供90℃左右热水，该核供热站已于1989年建成运行。
（1）壳式一体化自然循环压水堆，如前苏联设计的AST－500，其热 功率为500MW，工作压力为2.0兆帕；
（2）池式核供热堆，如加拿大建成的SLOW POKE堆热功率2000千瓦。 反应堆为池式常压；自然循环，冷却水出口温度为80℃，在热交换 器处被冷却剂50℃后通用反应堆，热利用率可达50%。
(3) 瑞典的ASEA公司也设计成类似的供热站。 (4) 德国西门子公司发展一种微沸腾式供热堆KWU－200以及压水式
中间回路 等先进的技术 一座20万千瓦的低温核热站可以满足500万平方米的建筑面积供暖。
一体化布置和分置式布置
特点。 第二种为建造单纯核供热站，即建造只产生低压蒸汽和热水而不发电。
在该堆上先后开展了供热堆运行特性研究，热电联供实验研究，核能低温制冷实验研究，核能海水淡化实验研究等 49兆帕，温度90/60℃。
5兆瓦低温核供热堆是一体化自然循环壳式轻水核反应堆，
其热功率为5000千瓦，堆芯高度为0.69米，堆芯当量直径
6℃，中间回路压力1.
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低温供热堆的自动发电技术
1. 一体化压水堆（iPWR）技术
3
1.1 核电发展的微笑曲线
安全 性经 济性
mPower: 530 MWt Nuscale: 160 MWt×12 HTR-PM: 250 MWt×2/6
适宜经济性
多模块机组
单模块机组
Obninsk Shippingport
多堆带一机 一人看多堆 消纳可再生 能源电力
单位
NHR-200 NHR-200II
200 轻水
一(回2)路循自环稳方式压
全功率范围自然循环
一(回3)路压非力能动余热载出MPa
2.5
堆芯入口/出口冷却剂温度
℃ 145/210
8 232/280
NHR-5: 世界首座壳式低温供热堆 1989年12月满功率运行
中(间4)回路一压回力 路全功率 围范自然循3.0环 8.8
wind farms in a virtual plant. Energy Policy, 46: 558-73, 2012. nuclear-solar tower power plant. Energy, 125: 736-746, 2017. 11
2.1 混合核能系统(NHES)
CN
多热源并联耦合
SMART 韩国 100 30 15 310/270 强迫循环 UO2 饱和 4.3 292 (Sat.252) 蒸汽朗肯
6
1.3 NuScale
2017年3月15日美 国核管会(NRC)受 理设计认证申请
第一个向NRC提交 设计申请认证的现 代化SMR设计方案
首堆将在美国爱德 华国家实验室建造
9
2.1 混合核能系统(NHES)
电
耦合
太阳光热
核能 化石燃料
海水
力
耦合
热
方式
氢
化
混合核能系统(NHES)
太阳光伏
蒸汽朗肯循环 风电
Grid
化工工艺流程
Product
Dincer I, Acar C. Smart energy systems for a
sustainable future. Applied Energy, 194:
EU
ห้องสมุดไป่ตู้
多
多
电
热
源
源
耦
串
合
联
耦
合
Shrophshire D, Purvins A, et al. Benefits and cost implications
from integrating small flexible nuclear reactors with off-shore
Popov D, Borissova A. Innovative configuration of a hybrid
7
1.4 低温供热堆(NHR)
NHR:
NSSS:
UTSG
UTSG
压力壳
主换热器(PHE) 烟囱 下降管
堆芯
NHR200-II
IC Pump
Intermediate Circuit (IC)
Intermediate Circuit (IC)
IC Pump
先进设参计数名特称性 反冷(:应却1)堆剂/热慢一功化体率剂 化
CAREM 阿根廷 25 25 12.25 326/284 自然循环 UO2 过热 4.8 290 (Sat. 261) 蒸汽朗肯
mPower 美国 150 30 14.1 320/297 强迫循环 UO2 饱和 5.69 272 蒸汽朗肯
NuScale 美国 45 28 10.7 289/248 自然循环 UO2 过热 3.8 278 (Sat. 248) 蒸汽朗肯
固有安全性
出现多堆耦合 增加操作负荷 要求柔性运行
多模块协调控制 操纵员辅助系统 自动发电控制
专设简单 可靠性高
EPR: 1500 MWe AP1000: 1000 MWe HPR1000: 1000 MWe
非能动技术
堆功率/功率密度
4
1.2 一体化压水堆(iPWR)
iPWR
PWR
先进特性: (1) 一体化 (2) 自稳压 (3) 非能动余热载出 (4) 一回路自然循环 (5) 水力驱动控制棒
高温热解制氢
Sabharwall P, Bragg-Sitton S, Boldon L, Blumsack S. Nuclear renewable energy integration: an economic
case study. The Electricity Journal, 28: 85-95, 2015.
NuScale 在审 mPower 停止 SMART 在研
CREAM 在建
(1)
(1)
(2)
(2)
(3)
(3)
(4)
(1)
(1)
(2)
(2)
(3)
(3)
(4)
(5)
5
1.2 一体化压水堆(iPWR)
设计特性 开发国家 机组电功率 (MWe) 发电效率 (%) 一回路压力 (MPa) 反应堆出/入口温度(℃) 一回路循环方式 燃料成分 主蒸汽类型 主蒸汽压力 (MPa) 主蒸汽温度(℃) 热力循环类型
Cu-Cl循环氢电联产
多热源串联耦合
Dong Z*, Pan Y, Zhang Z, Dong Y, Huang X. Modeling and control of fluid flow networks with application to a nuclear-solar hybrid plant. Energies, 10: 1912, 2017
NHR-200: 90年代完成详细施工设计
(5) 水力驱动控制棒MPa
中间回路冷腿/热腿温度 ℃ 95/145
203/248
区域供热/海水淡化
主蒸汽压力 主蒸汽温度
MPa 0.25 ℃ 127.4
1.6
NHR-200II: 正在进行详细设计 发电/区域供热/海水淡化
201.4
8
2. 混合核能系统及柔性运行
225-235, 2017.
10
2.1 混合核能系统(NHES)
US IDL
后备工艺流程：天然气重整
Cherry R S, Aumeier S E, Boardman R D. Large hybrid energy system
for making low CO2 load-following power and synthetic fuel. Energy & Environmental Science, 5: 5489, 2012.
Dong Z*, Liu M, Zhang Z, Dong Y, Huang X. Automatic Generation Control for the Flexible Operation of Multimodular High Temperature Gas-cooled Reactor Plants. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 108: 11-31, 2019.
1. 一体化压水堆（iPWR）技术
3
1.1 核电发展的微笑曲线
安全 性经 济性
mPower: 530 MWt Nuscale: 160 MWt×12 HTR-PM: 250 MWt×2/6
适宜经济性
多模块机组
单模块机组
Obninsk Shippingport
多堆带一机 一人看多堆 消纳可再生 能源电力
单位
NHR-200 NHR-200II
200 轻水
一(回2)路循自环稳方式压
全功率范围自然循环
一(回3)路压非力能动余热载出MPa
2.5
堆芯入口/出口冷却剂温度
℃ 145/210
8 232/280
NHR-5: 世界首座壳式低温供热堆 1989年12月满功率运行
中(间4)回路一压回力 路全功率 围范自然循3.0环 8.8
wind farms in a virtual plant. Energy Policy, 46: 558-73, 2012. nuclear-solar tower power plant. Energy, 125: 736-746, 2017. 11
2.1 混合核能系统(NHES)
CN
多热源并联耦合
SMART 韩国 100 30 15 310/270 强迫循环 UO2 饱和 4.3 292 (Sat.252) 蒸汽朗肯
6
1.3 NuScale
2017年3月15日美 国核管会(NRC)受 理设计认证申请
第一个向NRC提交 设计申请认证的现 代化SMR设计方案
首堆将在美国爱德 华国家实验室建造
9
2.1 混合核能系统(NHES)
电
耦合
太阳光热
核能 化石燃料
海水
力
耦合
热
方式
氢
化
混合核能系统(NHES)
太阳光伏
蒸汽朗肯循环 风电
Grid
化工工艺流程
Product
Dincer I, Acar C. Smart energy systems for a
sustainable future. Applied Energy, 194:
EU
ห้องสมุดไป่ตู้
多
多
电
热
源
源
耦
串
合
联
耦
合
Shrophshire D, Purvins A, et al. Benefits and cost implications
from integrating small flexible nuclear reactors with off-shore
Popov D, Borissova A. Innovative configuration of a hybrid
7
1.4 低温供热堆(NHR)
NHR:
NSSS:
UTSG
UTSG
压力壳
主换热器(PHE) 烟囱 下降管
堆芯
NHR200-II
IC Pump
Intermediate Circuit (IC)
Intermediate Circuit (IC)
IC Pump
先进设参计数名特称性 反冷(:应却1)堆剂/热慢一功化体率剂 化
CAREM 阿根廷 25 25 12.25 326/284 自然循环 UO2 过热 4.8 290 (Sat. 261) 蒸汽朗肯
mPower 美国 150 30 14.1 320/297 强迫循环 UO2 饱和 5.69 272 蒸汽朗肯
NuScale 美国 45 28 10.7 289/248 自然循环 UO2 过热 3.8 278 (Sat. 248) 蒸汽朗肯
固有安全性
出现多堆耦合 增加操作负荷 要求柔性运行
多模块协调控制 操纵员辅助系统 自动发电控制
专设简单 可靠性高
EPR: 1500 MWe AP1000: 1000 MWe HPR1000: 1000 MWe
非能动技术
堆功率/功率密度
4
1.2 一体化压水堆(iPWR)
iPWR
PWR
先进特性: (1) 一体化 (2) 自稳压 (3) 非能动余热载出 (4) 一回路自然循环 (5) 水力驱动控制棒
高温热解制氢
Sabharwall P, Bragg-Sitton S, Boldon L, Blumsack S. Nuclear renewable energy integration: an economic
case study. The Electricity Journal, 28: 85-95, 2015.
NuScale 在审 mPower 停止 SMART 在研
CREAM 在建
(1)
(1)
(2)
(2)
(3)
(3)
(4)
(1)
(1)
(2)
(2)
(3)
(3)
(4)
(5)
5
1.2 一体化压水堆(iPWR)
设计特性 开发国家 机组电功率 (MWe) 发电效率 (%) 一回路压力 (MPa) 反应堆出/入口温度(℃) 一回路循环方式 燃料成分 主蒸汽类型 主蒸汽压力 (MPa) 主蒸汽温度(℃) 热力循环类型
Cu-Cl循环氢电联产
多热源串联耦合
Dong Z*, Pan Y, Zhang Z, Dong Y, Huang X. Modeling and control of fluid flow networks with application to a nuclear-solar hybrid plant. Energies, 10: 1912, 2017
NHR-200: 90年代完成详细施工设计
(5) 水力驱动控制棒MPa
中间回路冷腿/热腿温度 ℃ 95/145
203/248
区域供热/海水淡化
主蒸汽压力 主蒸汽温度
MPa 0.25 ℃ 127.4
1.6
NHR-200II: 正在进行详细设计 发电/区域供热/海水淡化
201.4
8
2. 混合核能系统及柔性运行
225-235, 2017.
10
2.1 混合核能系统(NHES)
US IDL
后备工艺流程：天然气重整
Cherry R S, Aumeier S E, Boardman R D. Large hybrid energy system
for making low CO2 load-following power and synthetic fuel. Energy & Environmental Science, 5: 5489, 2012.
Dong Z*, Liu M, Zhang Z, Dong Y, Huang X. Automatic Generation Control for the Flexible Operation of Multimodular High Temperature Gas-cooled Reactor Plants. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 108: 11-31, 2019.