[0073] 因此，通过由诸如GFR或HVTR等的惰性气体反应堆提供动力的热/电动力转换器 的使用以向新的或现有的热驱动过程负载提供动力，使得能够提供用于使发电站单元生产 标准化的新纪元。通过采用多个标准化的高效率改造来修建或重建发电站的在经济上可承 担的成本增加了进一步的优点。
[0074] 现在转到图5,图示的是用于提供用于热驱动过程负载的动力的方法的实施例的 流程图。方法起始于开始步骤或模块500。在步骤或模块505中，将气体涡轮机的输入联接 至惰性气体动力源的高温输出。在步骤或模块510中，将过热器热交换器、沸腾器热交换器 和水预加热器热交换器串联地联接以形成热交换器。在步骤或模块515中，将气体涡轮机 的低压输出联接至热交换器的高温输入。在步骤或模块520中，将压缩机的低压输入联接 至热交换器的低压输出。在步骤或模块525中，将压缩机的高压输出联接至惰性气体动力 源的低温输入。在步骤或模块530中，将压缩机的可转动轴机械地联接至气体涡轮机的可 转动轴。在步骤或模块535中，将气体涡轮机的可转动轴机械地联接至发电机的可转动轴。 在步骤或模块540中，将热交换器的高温蒸汽输出联接至热驱动过程负载的高温输入。在 步骤或模块545中，将热驱动过程负载的低温输出联接至热交换器的低温液体水输入。在 步骤或模块550中，将储存罐（诸如氦气体罐等的惰性气体储存罐）经由第一储存罐控制 阀联接至压缩机的低压输入并且经由第二储存罐控制阀联接至压缩机的高压输出。还将储 存罐经由压缩机与惰性气体动力源之间的返回线联接至惰性气体动力源的低温输入。在步 骤或模块555中，用第一和第二储存罐控制阀来控制惰性气体热动力的动力输出和/或可 选的气体温度。在步骤或模块560中，方法结束。
[0075] 虽然如这里所讨论的高效率改造已经被定向于很大程度上需要的清洁检修的、耗 尽的燃煤发电站，但是高效率改造同样应用以基本上消除当今的核电站的危害。这可以在 对现有的核电站蒸汽涡轮机发电站的蒸汽供给的改造的背景中实现。水冷反应堆将被关 闭。提供蒸汽发电设备的高效率改造将被连接到联接至蒸汽涡轮机的蒸汽供给管道上。为 了使涡轮机蒸汽供给流动速率和温度匹配，多个标准的高效率惰性气体改造单元被分歧化 (manifoled)。在从发电系统中清除包括冷凝水在内的所有放射性水之后将进行该过程。通 过清除，永久性地消除放射性水的残余危害。
[0076] 以前的传统核电站接着将变得安全而不受融化、爆炸以及放射性气体、液体和粒 子的释放的危险。最初的涡轮机/发电机、物理、热以及电基础设施可以再次保留进行服 务，发电容量增加而冷却水供给没有增加，。
[0077] 先前运行的以煤或化石燃料为动力的蒸汽发电站的包括了电网连接在内的主要 组成部件中的很多都可以再次使用，除了蒸汽发电子系统以外，包括先前使用的燃料供给 和处理、燃烧室、锅炉以及燃烧气体排出大烟囡。水冷核裂变反应堆将被类似地替代。
[0078] 设计变量的数量影响复合电站性能。作为非限制性示例，做出以下假定，并且对于 被拯救的蒸汽电站设计的计算出的性能结果示出在下面表I中：
[0079] 表I:示例复合系统
[0080]
【主权项】
1. 一种热/电动力转换器，包括： 气体涡轮机，具有可联接至惰性气体热动力源的输出的输入； 压缩机，机械地联接至所述气体涡轮机，包括可联接至所述惰性气体热动力源的输入 的输出； 发电机，机械地联接至所述气体涡轮机； 热交换器，具有联接至所述气体涡轮机的输出的输入和联接至所述压缩机的输入的输 出，所述热交换器包括串联联接的过热器热交换器、沸腾器热交换器和水预加热器热交换 器；以及 惰性气体储存罐，经由储存罐控制阀联接至所述压缩机的输入并经由另一储存罐控制 阀联接至所述压缩机的所述输出，所述储存罐控制阀和所述另一储存罐控制阀被配置成调 整所述热/电动力转换器的动力输出。
2. 根据权利要求1所述的热/电动力转换器，其中所述惰性气体为氦。
3. 根据权利要求1所述的热/电动力转换器，其中所述热/电动力转换器包括联接至 所述惰性气体热动力源的闭合循环布雷顿动力过程。
4. 根据权利要求1所述的热/电动力转换器，其中所述气体涡轮机被配置以压力比以 将来自所述气体涡轮机的所述输出的所述惰性气体的排出流的温度提供成设定用于向热 驱动过程负载提供动力的取决于应用的温度水平。
5. 根据权利要求1所述的热/电动力转换器，其中所述惰性气体热动力源包括温度受 控的、气体冷却的、极高温度的反应堆。
6. 一种发电系统，包括： 惰性气体热动力源； 热/电动力转换器，包括： 气体涡轮机，具有联接至所述惰性气体热动力源的输出的输入； 压缩机，机械地联接至所述气体涡轮机，包括联接至所述惰性气体热动力源的输入的 输出； 发电机，机械地联接至所述气体涡轮机； 热交换器，具有联接至所述气体涡轮机的输出的输入和联接至所述压缩机的输入的输 出，所述热交换器包括串联联接的过热器热交换器、沸腾器热交换器和水预加热器热交换 器；以及 惰性气体储存罐，经由储存罐控制阀联接至所述压缩机的输入并经由另一储存罐控制 阀联接至所述压缩机的所述输出，所述储存罐控制阀和所述另一储存罐控制阀被配置成调 整所述热/电动力转换器的动力输出；以及 热驱动过程负载，具有联接至所述热交换器的另一输出的输入和联接至所述热交换器 的另一输入的输出。
7. 根据权利要求6所述的发电系统，其中所述惰性气体为氦。
8. 根据权利要求6所述的发电系统，其中所述热驱动过程负载由所述发电系统提供动 力。
9. 根据权利要求6所述的发电系统，其中所述气体涡轮机被配置以压力比以将来自所 述气体涡轮机的所述输出的所述惰性气体的排出流的温度提供为设定用于向所述热驱动 过程负载提供动力的取决于应用的温度水平。
10. 根据权利要求9所述的发电系统，其中所述压缩机的所述压力比是大约3. 2:1，并 且所述气体涡轮机的所述压力比是大约2. 7:1。
11. 根据权利要求6所述的发电系统，其中所述热/电动力转换器进一步包括在所述热 交换器的所述输出与所述压缩机的所述输入之间的过滤器。
12. 根据权利要求6所述的发电系统，其中所述储存罐控制阀和所述另一储存罐控制 阀被配置成调整所述热/电动力转换器的气体温度。
13. 根据权利要求6所述的发电系统，其中所述惰性气体热动力源包括氦冷的、极高温 度的反应堆。
14. 一种构造发电系统的方法，包括： 将气体涡轮机的输入联接至惰性气体热动力源的输出； 将过热器热交换器、沸腾器热交换器和水预加热器热交换器串联地联接以形成热交换 器； 将所述气体涡轮机的输出联接至所述热交换器的输入； 将压缩机的输入联接至所述热交换器的输出； 将所述压缩机的输出联接至所述惰性气体热动力源的输入； 将所述压缩机机械地联接至所述气体涡轮机； 将所述气体涡轮机机械地联接至发电机； 将所述热交换器的另一输出联接至热驱动过程负载的输入； 将所述热驱动过程负载的输出联接至所述热交换器的另一输入； 将惰性气体储存罐经由储存罐控制阀联接至所述压缩机的输入并经由另一储存罐控 制阀联接至所述压缩机的所述输出；以及 利用所述储存罐控制阀和所述另一储存罐控制阀来调节惰性气体热动力的动力输出。
15. 根据权利要求14所述的方法，所述惰性气体为氦。
16. 根据权利要求14所述的方法，其中所述气体涡轮机被配置以压力比以将来自所述 气体涡轮机的所述输出的所述惰性气体的排出流的温度提供为设定用于向所述热驱动过 程负载提供动力的取决于应用的温度水平。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述压缩机的所述压力比是大约3. 2:1，并且所 述气体涡轮机的所述压力比是大约2. 7:1。
18. 根据权利要求14所述的方法，其中所述惰性气体热动力源包括气体冷却的、极高 温度的反应堆。
【专利摘要】热/电动力转换器包括：气体涡轮机，具有可联接至惰性气体热动力源的输出的输入；压缩机，包括可联接至惰性气体热动力源的输入的输出；以及发电机，联接至气体涡轮机。热/电动力转换器还包括热交换器，具有联接至气体涡轮机的输出的输入和联接至压缩机的输入的输出。热交换器包括串联联接的过热器热交换器、沸腾器热交换器和水预加热器热交换器。热/电动力转换器还包括储存罐和配置成调整热/电动力转换器的动力输出的储存罐控制阀。
【IPC分类】F02C1-05, F02C1-06, F02C1-08, F22B1-18, F02C7-00, F01K3-18, F01K23-02, F01D15-10
【公开号】CN104662262
【申请号】CN201380043610
【发明人】威廉·爱德华·辛普金
【申请人】海埃芙实用救援有限责任公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年8月20日
【公告号】EP2888456A2, US8826639, US9068468, US20140053560, US20140338335, US20150275697, WO2014031629A2, WO2014031629A3