高温气冷堆热电联产系统及方法

技术领域

本发明涉及核电技术领域，具体涉及一种高温气冷堆热电联产系统及方法。

背景技术

化石能源在全球经济的飞速发展中成为人类赖以生存和发展的能源基础。但化石能源的终将枯竭和其带来的环境污染，已经上升为一个国家能否可持续发展的重大战略问题。

传统能源以煤炭、石油为主，造成了严重的大气污染。核能是一种安全、清洁、经济的新能源，已经得到了全世界的广泛认可。国际能源利用向节能、高效、清洁、低碳、安全的方向发展。从能源转换角度，核电厂“燃烧”的是铀，火电厂燃烧的是化石燃料，核能作为高效、安全、清洁的低碳能源，已成为节能减排、保护环境的有效途径之一。

高温气冷堆具有固有安全、模块化设计与建造和多用途等特性，被认为是最有前途的第四代反应堆堆型。技术上高温气冷堆可以取消场外应急，具备替代传统火电提供热电联供能力。

在核安全要求日益提升的背景下，球床模块式高温气冷堆的技术优势正逐步显现，发展潜力将逐渐释放。高温气冷堆凭借自身技术特性，与环境具有较好的相容性。

高温气冷堆技术的核心特征就是固有安全性，即在任何情况下都没有发生堆芯融化的可能和大量放射性物质的释放，不会对公众和环境造成重大影响；同时还具有出口温度高、发电效率高和用途广泛等优势，可广泛应用于高温工艺供热、核能海水淡化等非电领域，被国际公认为是第四代先进核能技术。因此，可以说以高温气冷堆为代表的第四代先进核能系统主力堆型在安全可靠性(如大幅度降低堆芯损伤概率)、环境相容性(如消除场外应急响应需求)等方面具有较二代改进型和三代压水堆核电技术不可比拟的优势。

高温气冷堆替代火电，是核能利用体系内的重大创新。高温气冷堆替代火电提供热电联产，可以有效地拓展高温气冷堆的商业应用市场，对于缓解环境保护、节能减排与经济发展、社会稳定之间的矛盾具有重要的意义。

目前的高温气冷堆常规岛设计主要用于提供电力需求，很少涉及对外供热。

因此，亟需研发一种基于高温气冷堆的热电联产技术，提高整体核能热量利用率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的高温气冷堆技术对于核能热量的利用效率偏低的问题，提供一种高温气冷堆热电联产系统及方法，以达到核能热量的高效利用，实现热电联产。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种高温气冷堆热电联产系统，其中，所述系统包括：依次连接的高温气冷堆单元、蒸汽换热单元、发电单元和凝汽单元；

所述高温气冷堆单元用于生产高温氦气；

所述蒸汽换热单元包括并联的亚临界蒸汽换热器和中压再热蒸汽换热器；所述亚临界蒸汽换热器用于将所述高温氦气的一部分与除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的第一低温氦气和由所述除氧给水转变成的亚临界蒸汽；所述中压再热蒸汽换热器用于将所述高温氦气的另一部分与第一中压再热蒸汽进行第二换热，得到由所述高温氦气转变成的第二低温氦气和由第一中压再热蒸汽转变成的第二中压再热蒸汽；

所述蒸汽换热单元的低温氦气出口与所述高温气冷堆单元相连，用于将所述第一低温氦气和所述第二低温氦气进行第一加热；

所述发电单元包括串联的汽轮机高压缸、汽轮机中低压缸和发电机；所述汽轮机高压缸用于利用全部或部分亚临界蒸汽带动所述发电机发电，所述汽轮机高压缸的第一中压再热蒸汽出口连接至所述中压再热蒸汽换热器；所述汽轮机中低压缸用于利用全部或部分第二中压再热蒸汽带动所述发电机发电，并通过低压蒸汽第一出口向系统外输出低压蒸汽；

所述凝汽单元包括凝汽器；所述凝汽器用于对汽轮机中低压缸排出的乏汽进行第一凝结。

本发明第二方面提供一种高温气冷堆热电联产方法，其中，所述方法包括以下步骤：

(1)将来自高温气冷堆单元的高温氦气的一部分与除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的第一低温氦气和由所述除氧给水转变成的亚临界蒸汽；

(2)将来自高温气冷堆单元的高温氦气的另一部分与第一中压再热蒸汽进行第二换热，得到由所述高温氦气转变成的第二低温氦气和由所述第一中压再热蒸汽转变成的第二中压再热蒸汽；

(3)将所述第一低温氦气和所述第二低温氦气返回所述高温气冷堆单元并进行第一加热；

(4)将全部或部分亚临界蒸汽发电，并提供步骤(2)所需的第一中压再热蒸汽；

(5)将全部或部分第二中压再热蒸汽发电，并将产生的低压蒸汽部分外供，同时将发电排出的乏汽进行第一凝结。

通过上述技术方案，本发明所取得的有益技术效果如下：

(1)本发明将高温气冷堆的常规岛进行改造，设置亚临界参数的再热热电联产系统，并设置汽机故障工况的蒸汽减温减压系统，提高供热效率，保障气冷堆运行和供热的安全性。

(2)本发明在采用常规核电凝汽式汽轮发电机组发电的基础上，设置亚临界中间再热抽凝式汽机机组，提高汽机发电效率。

(3)本发明增加了供热系统，根据供热需求增加高压蒸汽、次高压蒸汽、中压蒸汽等抽汽供热系统，增加低压蒸汽等排汽供热系统，同时还实现汽轮机排出的乏汽废物的重复利用，提高能源利用效率。

(4)本发明扩大了高温气冷堆的可利用范围，实现热电联供，可以对化石能源发电起到替代作用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种高温气冷堆热电联产系统示意图。

附图标记说明

I、高温气冷堆单元      II、蒸汽换热单元       III、发电单元

IV、除氧单元           V、高压加热单元        VI、低压加热单元

VII、凝汽单元

1、亚临界蒸汽换热器    2、中压再热蒸汽换热器  3、汽轮机高压缸

4、汽轮机中低压缸      5、发电机              6、第一热网用户

7、第二热网用户        8、减温减压器          9、第三热网用户

10、增压机             11、第一高压加热器     12、第二高压加热器

13、第三高压加热器     14、给水泵             15、第一低压加热器

16、第二低压加热器     17、第三低压加热器     18、冷凝水泵

19、凝汽器

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本发明中，没有特殊情况说明下，所述“第一”和“第二”既不表示先后次序，也不表示对各个物料或步骤起限定作用，仅是用于区分这不是同一物料或步骤。例如，“第一换热”和“第二换热”中的“第一”和“第二”仅用于表示这不是同一换热；“第一中压再热蒸汽”和“第二中压再热蒸汽”中的“第一”和“第二”仅用于表示这不是同一中压再热蒸汽。

本发明一方面提供一种高温气冷堆热电联产系统，如图1所示，所述系统包括：依次连接的高温气冷堆单元I、蒸汽换热单元II、发电单元III和凝汽单元VII；

所述高温气冷堆单元I用于生产高温氦气；

所述蒸汽换热单元II包括并联的亚临界蒸汽换热器1和中压再热蒸汽换热器2；所述亚临界蒸汽换热器1用于将所述高温氦气的一部分与除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的第一低温氦气和由所述除氧给水转变成的亚临界蒸汽；所述中压再热蒸汽换热器2用于将所述高温氦气的另一部分与第一中压再热蒸汽进行第二换热，得到由所述高温氦气转变成的第二低温氦气和由第一中压再热蒸汽转变成的第二中压再热蒸汽；

所述蒸汽换热单元II的低温氦气出口与所述高温气冷堆单元I相连，用于将所述第一低温氦气和所述第二低温氦气进行第一加热；

所述发电单元III包括串联的汽轮机高压缸3、汽轮机中低压缸4和发电机5；所述汽轮机高压缸3用于利用全部或部分亚临界蒸汽带动所述发电机5发电，所述汽轮机高压缸3的第一中压再热蒸汽出口连接至所述中压再热蒸汽换热器2；所述汽轮机中低压缸4用于利用全部或部分第二中压再热蒸汽带动所述发电机5发电，并通过低压蒸汽第一出口向系统外输出部分低压蒸汽；

所述凝汽单元VII包括凝汽器19；所述凝汽器19用于对汽轮机中低压缸4排出的乏汽进行第一凝结。

在本发明中，高温气冷堆单元产生的高温氦气分为两部分，一部分进入亚临界蒸汽换热器与除氧给水换热后产出亚临界蒸汽，另一部分进入中压再热蒸汽换热器与第一中压再热蒸汽换热后产出第二中压再热蒸汽。通过上述方式，对高温气冷堆单元产生的高温氦气的热量进行充分利用。亚临界蒸汽后续进入汽轮机高压缸带动发电机发电，第二中压再热蒸汽进入汽轮机中低压缸带动发电机发电，产生的低压蒸汽外供进行利用，从而实现了热电联产。

在一些实施方式中，所述汽轮机高压缸3设有高压蒸汽出口，用于向系统外输出高压蒸汽。

在本发明中，还可以将所述汽轮机高压缸3排出的高压蒸汽外供，进一步提高了整个系统的热量利用效率。

在一些优选实施方式中，所述亚临界蒸汽换热器1的亚临界蒸汽出口与所述汽轮机高压缸3的连接管道上设有第一分支管道，用于向系统外输出部分亚临界蒸汽。在本发明中，可以将亚临界蒸汽换热器产出的亚临界蒸汽一部分用于发电，另一部分用于向外供热。

在一些优选实施方式中，所述第一分支管道上还设有减温减压器8，用于对亚临界蒸汽减温减压。对亚临界蒸汽减温减压后再外供，做为汽机外供蒸汽系统的补充和供热安全保证。

在一些优选实施方式中，所述中压再热蒸汽换热器2的第二中压再热蒸汽出口与所述汽轮机中低压缸4的连接管道上设有第二分支管道，用于向系统外输出部分第二中压再热蒸汽。中压再热蒸汽换热器产出的第二中压再热蒸汽一部分用于发电，另一部分可用于向外供热。

在一些实施方式中，所述高温气冷堆单元I和所述蒸汽换热单元II的低温氦气出口之间还设有增压机10，用于将所述第一低温氦气和所述第二低温氦气进行增压。该设置方式可以实现氦气的循环使用，并降低能耗。

在一些优选实施方式中，在亚临界蒸汽换热器1和中压再热蒸汽换热器2的低温氦气出口管道上设有低温氦气调节阀，用于调节进入所述亚临界蒸汽换热器1和所述中压再热蒸汽换热器2的高温氦气的流量比。该低温氦气调节阀可以通过来自亚临界蒸汽换热器和中压再热蒸汽换热器的流量信号起作用。

在一些实施方式中，所述系统还包括：与所述亚临界蒸汽换热器1的除氧给水入口相连的除氧单元IV，用于将脱盐水进行除氧，得到所述除氧给水。

在一些优选实施方式中，所述除氧单元IV与所述亚临界蒸汽换热器1的除氧给水入口之间还设有高压加热单元V，用于对除氧单元IV除氧后的除氧给水进行第二加热，提高汽机发电机组的整体效率。

在一些优选实施方式中，所述高压加热单元V包括串联的第一高压加热器11和第二高压加热器12；所述第一高压加热器11与所述汽轮机高压缸3的次高压蒸汽出口相连，用于接收所述汽轮机高压缸3排出的非调整次高压抽汽蒸汽；所述第二高压加热器12与所述汽轮机中低压缸4的中压蒸汽出口相连，用于接收所述汽轮机中低压缸4排出的非调整中压抽汽蒸汽。

在一些优选实施方式中，所述高压加热单元V还包括与第一高压加热器11和第二高压加热器12串联的第三高压加热器13；所述第三高压加热器13与所述汽轮机中低压缸4的非调整低压抽汽蒸汽出口相连，用于接收所述汽轮机中低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽。

在一些实施方式中，所述除氧单元IV与所述高压加热单元V之间设有给水泵14，用于对除氧后的除氧给水进行提压。

在一些优选实施方式中，所述高压加热单元V的高加凝结水出口与所述除氧单元IV相连，用于将所述高加凝结水返回并混入所述脱盐水。该设置可以对凝结水进行循环利用。

在一些优选实施方式中，所述汽轮机中低压缸4的低压蒸汽输出管道上设有连接至除氧单元IV的第三分支管道，用于对脱盐水进行加热除氧。

在一些优选实施方式中，所述凝汽单元VII还包括：与所述凝汽器19相连的冷凝水泵18，用于对第一凝结水进行第二凝结。

在一些优选实施方式中，所述冷凝水泵18出口与所述除氧单元IV的除氧给水入口之间还设有低压加热单元VI，用于对第二凝结水进行低压加热，得到低加凝结水。增加凝结水预热，通过回热提高整体能效。

在一些优选实施方式中，所述低压加热单元VI包括串联的第一低压加热器15和第二低压加热器16；所述第一低压加热器15与所述汽轮机低压缸4的低压蒸汽第二出口相连，用于接收所述汽轮机低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽；所述第二低压加热器16与所述汽轮机低压缸4的低压蒸汽第三出口相连，用于接收所述汽轮机低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽。

在一些优选实施方式中，所述低压加热单元VI包括与第一低压加热器15和第二低压加热器16串联的第三低压加热器17；所述第三低压加热器17所述汽轮机低压缸4的低压蒸汽第四出口相连，用于接收所述汽轮机低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽。

在一些优选实施方式中，所述低压加热单元VI的出口与所述除氧单元IV相连，用于将所述低加凝结水返回并混入所述脱盐水。

根据本发明一种特别优选的实施方式，一种高温气冷堆热电联产系统，所述系统包括：依次连接的高温气冷堆单元I、蒸汽换热单元II、发电单元III和凝汽单元VII；

所述高温气冷堆单元I用于生产高温氦气；

所述蒸汽换热单元II包括并联的亚临界蒸汽换热器1和中压再热蒸汽换热器2；所述亚临界蒸汽换热器1用于将所述高温氦气的一部分与除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的第一低温氦气和由所述除氧给水转变成的亚临界蒸汽；所述中压再热蒸汽换热器2用于将所述高温氦气的另一部分与第一中压再热蒸汽进行第二换热，得到由所述高温氦气转变成的第二低温氦气和由第一中压再热蒸汽转变成的第二中压再热蒸汽；

所述蒸汽换热单元II的低温氦气出口与所述高温气冷堆单元I相连，用于将所述第一低温氦气和所述第二低温氦气进行第一加热；所述高温气冷堆单元I和所述蒸汽换热单元II的低温氦气出口之间还设有增压机10，用于将所述低温氦气进行增压；在亚临界蒸汽换热器1和中压再热蒸汽换热器2的低温氦气出口管道上设有低温氦气调节阀，用于调节进入所述亚临界蒸汽换热器和所述中压再热蒸汽换热器的高温氦气的流量比；

所述发电单元III包括串联的汽轮机高压缸3、汽轮机中低压缸4和发电机5；所述汽轮机高压缸3用于利用部分亚临界蒸汽带动所述发电机5发电，所述汽轮机高压缸3的第一中压再热蒸汽出口连接至所述中压再热蒸汽换热器2，所述汽轮机高压缸3通过高压蒸汽出口向系统外输出高压蒸汽，用于向外提供所述汽轮机高压缸3排出的高压蒸汽；所述汽轮机中低压缸4用于利用部分第二中压再热蒸汽带动所述发电机5发电，并通过低压蒸汽第一出口向系统外输出部分低压蒸汽；所述凝汽单元VII包括凝汽器19；所述凝汽器19用于对汽轮机中低压缸4排出的乏汽进行第一凝结；所述中压再热蒸汽换热器2的第二中压再热蒸汽出口与所述汽轮机中低压缸4的连接管道上设有第二分支管道，用于向系统外输出部分第二中压再热蒸汽；

所述系统还包括：与所述亚临界蒸汽换热器1的除氧给水入口相连的除氧单元IV，用于将脱盐水进行除氧，得到所述除氧给水；所述除氧单元IV与所述亚临界蒸汽换热器1的除氧给水入口之间还设有高压加热单元V，用于对除氧单元IV除氧后的除氧给水进行第二加热；

所述高压加热单元V包括串联的第一高压加热器11、第二高压加热器12和第三高压加热器13；所述第一高压加热器11与所述汽轮机高压缸3的次高压蒸汽出口相连，用于接收所述汽轮机高压缸3排出的非调整次高压抽汽蒸汽；所述第二高压加热器12与所述汽轮机中低压缸4的中压蒸汽出口相连，用于接收所述汽轮机中低压缸4排出的非调整中压抽汽蒸汽；所述第三高压加热器13与所述汽轮机中低压缸4的非调整低压抽汽蒸汽出口相连，用于接收所述汽轮机中低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽；

所述除氧单元IV与所述高压加热单元V之间设有给水泵14，用于对除氧后的除氧给水进行提压；所述高压加热单元V的高加凝结水出口与所述除氧单元IV相连，用于将所述高加凝结水返回并混入所述脱盐水；所述汽轮机中低压缸4的低压蒸汽输出管道上设有连接至除氧单元IV的第三分支管道，用于对脱盐水进行加热除氧；

所述凝汽单元VII还包括：与所述凝汽器19相连的冷凝水泵18，用于对第一凝结水进行第二凝结；

所述冷凝水泵18出口与所述除氧单元IV的除氧给水入口之间还设有低压加热单元VI，用于对第二凝结水进行低压加热，得到低加凝结水；

所述低压加热单元VI包括串联的第一低压加热器15和第二低压加热器16；所述第一低压加热器15与所述汽轮机低压缸4的低压蒸汽第二出口相连，用于接收所述汽轮机低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽；所述第二低压加热器16与所述汽轮机低压缸4的低压蒸汽第三出口相连，用于接收所述汽轮机低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽；

所述低压加热单元VI包括与第一低压加热器15和第二低压加热器16串联的第三低压加热器17；所述第三低压加热器17所述汽轮机低压缸4的低压蒸汽第四出口相连，用于接收所述汽轮机低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽；

所述低压加热单元VI的出口与所述除氧单元IV相连，用于将所述低加凝结水返回并混入所述脱盐水；

其中，所述亚临界蒸汽换热器1的亚临界蒸汽出口与所述汽轮机高压缸3的连接管道上设有第一分支管道，用于向系统外输出部分亚临界蒸汽；所述第一分支管道上还设有减温减压器8，用于对亚临界蒸汽减温减压。

本发明第二方面提供一种高温气冷堆热电联产方法，其中，所述方法包括以下步骤：

(1)将来自高温气冷堆单元的高温氦气的一部分与除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的第一低温氦气和由所述除氧给水转变成的亚临界蒸汽；

(2)将来自高温气冷堆单元的高温氦气的另一部分与第一中压再热蒸汽进行第二换热，得到由所述高温氦气转变成的第二低温氦气和由所述第一中压再热蒸汽(低温)转变成的第二中压再热蒸汽(高温)；

(3)将所述第一低温氦气和所述第二低温氦气返回所述高温气冷堆单元并进行第一加热；

(4)将全部或部分亚临界蒸汽发电，并提供步骤(2)所需的第一中压再热蒸汽(高温)；

(5)将全部或部分第二中压再热蒸汽发电，并将产生的低压蒸汽部分外供，同时将发电排出的乏汽进行第一凝结。

在本发明中，高温气冷堆单元产生的高温氦气分为两部分，一部分与除氧给水换热后产出亚临界蒸汽，另一部分与第一中压再热蒸汽换热后产出第二中压再热蒸汽。通过上述方式，对高温气冷堆单元产生的高温氦气的热量进行充分利用。亚临界蒸汽后续进行发电，第二中压再热蒸汽除用于发电外，发电过程中产生的低压蒸汽外供进行利用，从而实现了热电联产。

在一些实施方式中，所述高温氦气的温度为700-1100℃，例如700℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为750-1000℃；压力为6-8MPa，例如6MPa、6.3MPa、6.8MPa、7.2MPa、7.5MPa、7.8MPa、8MPa，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为6.5-7MPa。

在一些优选实施方式中，所述除氧给水的温度为200-300℃，例如220℃、250℃、260℃、280℃，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为210-280℃；所述除氧给水中的氧含量为7-14ppm，例如7ppm、8ppm、9ppm、10ppm、11ppm、12ppm、13ppm、14ppm，以及任意两个数值组成的范围中的任意值。

在一些优选实施方式中，所述亚临界蒸汽的温度为500-600℃，例如510℃、530℃、550℃、580℃、600℃，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为520-571℃；压力为16-18MPa，16MPa、16.2MPa、16.8MPa、17MPa、17.3MPa、17.6MPa、18MPa，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为16.5-17.5MPa。

在一些优选实施方式中，所述第一中压再热蒸汽的温度为280-420℃，例如280℃、315℃、330℃、350℃、380℃、400℃、420℃，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为300-400℃；压力为3.5-5.5MPa，例如3.5MPa、3.8MPa、4MPa、4.3MPa、4.5MPa、4.8MPa、5MPa、5.2MPa、5.5MPa，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为3.8-5.3MPa。

在一些优选实施方式中，所述第二中压再热蒸汽的温度为380-600℃，例如380℃、400℃、420℃、480℃、520℃、550℃、580℃、600℃，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为400-571℃；压力为3-5.5MPa，例如3MPa、3.2MPa、3.5MPa、3.8MPa、4MPa、4.3MPa、4.5MPa、4.8MPa、5.3MPa、5.5MPa，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为3.3-5MPa。

在一些优选实施方式中，所述第一低温氦气和所述第二低温氦气的温度为200-300℃，例如200℃、220℃、250℃、260℃、280℃、300℃，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为220-270℃。

在一些优选实施方式中，所述低压蒸汽的压力为0.3-2.8MPa，例如0.3MPa、0.5MPa、0.8MPa、1MPa、1.3MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa、2.8MPa，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为0.4-2.5MPa。

在一些实施方式中，将步骤(4)中产生的高压蒸汽外供。在本发明中，还可以将亚临界蒸汽发电产生的高压蒸汽外供，进一步提高了整个系统的热量利用效率。

在一些优选实施方式中，所述高压蒸汽的压力为5-13MPa，例如5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa、10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为9-12.5MPa。

在一些优选实施方式中，将部分亚临界蒸汽外供。在本发明中，可以将产出的亚临界蒸汽一部分用于发电，另一部分用于向外供热。

在一些优选实施方式中，将部分亚临界蒸汽减温减压后外供。

在一些优选实施方式中，减温减压后，亚临界蒸汽的温度为400-550℃，压力为5-13MPa。

在一些优选实施方式中，将部分第二中压再热蒸汽外供。在本发明中，产出的第二中压再热蒸汽一部分用于发电，另一部分可用于向外供热。

在一些实施方式中，在进行所述第一加热之前，将所述第一低温氦气和所述第二低温氦气进行增压。该设置方式可以实现氦气的循环使用，并降低能耗。

在一些优选实施方式中，将所述第一低温氦气和所述第二低温氦气增压至6-8MPa。

在一些优选实施方式中，进入所述亚临界蒸汽换热器和所述中压再热蒸汽换热器的高温氦气的体积流量比为0.1-1:1，优选为0.3-1:1。

在一些实施方式中，将脱盐水除氧得到除氧给水。

在一些优选实施方式中，将除氧后的除氧给水进行第二加热后与来自高温气冷堆单元的高温氦气的一部分进行第一换热。

在一些优选实施方式中，将步骤(4)产生的非调整次高压抽汽蒸汽用于第二加热；所述非调整次高压抽汽蒸汽的压力为5-6.5MPa，例如5MPa、5.2MPa、5.5MPa、5.8MPa、6MPa、6.2MPa、6.5MPa，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为5.3-6MPa。

在一些优选实施方式中，将步骤(5)产生的非调整中压抽汽蒸汽用于第二加热。

在一些优选实施方式中，将步骤(5)产生的非调整低压抽汽蒸汽用于第二加热。

在一些实施方式中，将除氧后的除氧给水进行提压后再进行第二加热。在一些优选实施方式中，提压后的除氧给水的压力为20-28MPa，例如20MPa、22MPa、25MPa、28MPa，以及任意两个数值组成的范围中的任意值。

在一些优选实施方式中，将所述第二加热产生的凝结水返回并混入所述脱盐水。该设置可以对凝结水进行循环利用。

在一些优选实施方式中，将步骤(5)产生的低压蒸汽部分用于对脱盐水进行加热除氧。

在一些优选实施方式中，所述乏汽的压力为0.008-0.04MPa，例如0.008MPa、0.01MPa、0.015MPa、0.02MPa、0.025MPa、0.03MPa、0.035MPa、0.04MPa，以及任意两个数值组成的范围中的任意值。

在一些优选实施方式中，所述第一凝结的条件包括：温度为35-80℃，优选为40-60℃；压力为0.006-0.04MPa，优选为0.08-0.02MPa。

在一些优选实施方式中，将第一凝结水进行第二凝结。

在一些优选实施方式中，所述第二凝结的条件包括：温度为35-80℃，优选为40-60℃；压力为0.6-1.5MPa，优选为0.8-1.2MPa。

在一些优选实施方式中，将第二凝结水进行第三加热。

在一些优选实施方式中，所述第三加热的温度为70-150℃，优选为90-110℃。例如70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为90-110℃。

在一些优选实施方式中，将步骤(5)产生的非调整低压抽汽蒸汽部分用于对第二凝结水进行第三加热。

根据本发明一种特别优选的实施方式，一种高温气冷堆热电联产方法，包括以下步骤：

(1)将脱盐水进行除氧、提压至20-28MPa、第二加热后得到的除氧给水与来自高温气冷堆单元的高温氦气的一部分进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的第一低温氦气和由所述除氧给水转变成的亚临界蒸汽；

其中，所述高温氦气的温度为700-1100℃，压力为6-8MPa；所述除氧给水的温度为200-300℃；所述除氧给水中的氧含量为7-14ppm；所述第一低温氦气的温度为200-300℃；所述亚临界蒸汽的温度为500-600℃，压力为16-18MPa；

其中将所述第二加热产生的凝结水返回并混入所述脱盐水；

(2)将来自高温气冷堆单元的高温氦气的另一部分与第一中压再热蒸汽进行第二换热，得到由所述高温氦气转变成的第二低温氦气和由所述第一中压再热蒸汽转变成的第二中压再热蒸汽；

其中，所述第一中压再热蒸汽的温度为280-420℃，压力为3.5-5.5MPa；所述第二中压再热蒸汽的温度为380-600℃，压力为3-5.5MPa；所述第二低温氦气的温度为200-300℃；

其中，进入所述亚临界蒸汽换热器和所述中压再热蒸汽换热器的高温氦气的体积流量比为约0.3-1:1；

(3)将所述第一低温氦气和所述第二低温氦气增压至6-8MPa后返回所述高温气冷堆单元并进行第一加热；

(4)将一部分亚临界蒸汽发电，并提供步骤(2)所需的第一中压再热蒸汽；将产生的压力为8-13MPa的高压蒸汽外供；将产生的压力为5-6.5MPa的非调整次高压抽汽蒸汽用于第二加热；将另一部分亚临界蒸汽减温减压后外供；减温减压后，亚临界蒸汽的温度为400-550℃，压力为5-13MPa；

(5)将一部分第二中压再热蒸汽发电，并将产生的低压蒸汽的一部分外供，一部分用于对脱盐水进行加热除氧；另一部分用于对第二凝结水进行第三加热；将产生的非调整中压抽汽蒸汽和非调整低压抽汽蒸汽用于第二加热；将另一部分第二中压再热蒸汽外供；其中，所述低压蒸汽的压力为0.3-2.8MPa；

同时将发电排出的压力为0.006-0.04MPa乏汽进行第一凝结，所述第一凝结的条件包括：温度为35-80℃，压力为0.006-0.04MPa；将第一凝结水进行第二凝结，所述第二凝结的条件包括：温度为35-80℃，压力为0.6-1.5MPa；将第二凝结水进行第三加热，所述第三加热的温度为70-150℃；

其中将所述第三加热产生的低加凝结水返回并混入所述脱盐水。

本发明提供的一种基于高温气冷堆电的热电联产系统，有效提高了热量利用率，可以实现热电联产。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示，一种利用高温气冷堆热电联产系统进行高温气冷堆热电联产的方法，包括以下步骤：

(1)在除氧单元IV中将脱盐水进行除氧后，通过给水泵14提压至20-28MPa，再在高压加热单元V(包括串联的第一高压加热器11、第二高压加热器12和第三高压加热器13)中进行第二加热后得到除氧给水(温度为200-300℃，氧含量为7-14ppm)，将其与来自高温气冷堆单元I的高温氦气(温度为700-1100℃，压力为6-8MPa)的一部分在亚临界蒸汽换热器1中进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的第一低温氦气(温度为200-300℃)和由所述除氧给水转变成的亚临界蒸汽(温度为500-600℃，压力为16-18MPa)；

其中将高压加热单元V中产生的高加凝结水返回除氧单元IV并混入所述脱盐水；

(2)将来自高温气冷堆单元I的高温氦气(温度为700-1100℃，压力为6-8MPa)的另一部分与第一中压再热蒸汽(温度为280-420℃，压力为3.5-5.5MPa)在中压再热蒸汽换热器2中进行第二换热，得到由所述高温氦气转变成的第二低温氦气(温度为200-300℃)和由所述第一中压再热蒸汽转变成的第二中压再热蒸汽(温度为380-600℃，压力为3-5.5MPa)；

其中，进入所述亚临界蒸汽换热器1和所述中压再热蒸汽换热器2的高温氦气的体积流量比为0.1-1:1，可以通过在亚临界蒸汽换热器1和中压再热蒸汽换热器2的低温氦气出口管道上设有低温氦气调节阀进行调节；

(3)将所述第一低温氦气和所述第二低温氦气在增压机10中增压至6-8MPa后返回所述高温气冷堆单元I并进行第一加热；

(4)将一部分亚临界蒸汽(温度为500-600℃，压力为16-18MPa)通入汽轮机高压缸3带动发电机5发电，并提供步骤(2)所需的第一中压再热蒸汽；将产生的压力为8-13MPa的高压蒸汽外供；将产生的压力为5-6.5MPa的非调整次高压抽汽蒸汽用于高压加热单元V的第一高压加热器11中的加热；将另一部分亚临界蒸汽在减温减压器8中减温减压后外供至第二热网用户7；减温减压后，亚临界蒸汽的温度为400-550℃，压力为5-13MPa；

(5)将一部分第二中压再热蒸汽通入汽轮机中低压缸4带动发电机5发电，并将产生的低压蒸汽(压力为0.3-2.8MPa)的一部分外供至第一热网用户6，一部分用于在除氧单元IV中对脱盐水进行加热除氧，另一部分用于对第二凝结水进行第三加热；将产生的非调整中压抽汽蒸汽用于在高压加热单元V的第二高压加热器12中的加热；将产生的非调整低压抽汽蒸汽用于在高压加热单元V的第三高压加热器13中的加热；将另一部分第二中压再热蒸汽外供至第三热网用户9。

同时将发电排出的压力为0.006-0.04MPa的乏汽通过凝汽单元(VII)的凝结器19进行第一凝结(温度为35-80℃，压力为0.006-0.04MPa)；将第一凝结水通过冷凝水泵18进行第二凝结(温度为35-80℃，压力为0.6-1.5MPa)；将第二凝结水依次通入低压加热单元VI的第一低压加热器15、第二低压加热器16和第三低压加热器17进行第三加热(温度为70-150℃)；将所述第三加热产生的低加凝结水返回并混入所述脱盐水。

其中，所述第一低压加热器15与所述汽轮机低压缸4的低压蒸汽第二出口相连，用于接收所述汽轮机低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽；所述第二低压加热器16与所述汽轮机低压缸4的低压蒸汽第三出口相连，用于接收所述汽轮机低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽；所述第三低压加热器17所述汽轮机低压缸4的低压蒸汽第四出口相连，用于接收所述汽轮机低压缸4排出的非调整低压抽汽蒸汽。

本发明将高温气冷堆的常规岛进行改造，设置亚临界参数的再热热电联产系统，并设置汽机故障工况的蒸汽减温减压系统，提高供热效率，保障气冷堆运行和供热的安全性。本发明在采用常规核电凝汽式汽轮发电机组发电的基础上，设置亚临界中间再热抽凝式汽机机组，提高汽机发电效率，增加了供热系统，根据供热需求增加高压蒸汽、次高压蒸汽、中压蒸汽抽汽供热系统，增加低压蒸汽等排汽供热系统，提高能源利用效率。本发明扩大了高温气冷堆的可利用范围，实现热电联供，可以对化石能源发电起到替代作用。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。