核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105645499A(43)申请公布日2016.06.08(21)申请号201610115011.3(22)申请日2016.03.02(71)申请人陈志强地址361021福建省厦门市集美区塘埔路65号之二501室(72)发明人陈志强张亮(51)Int.Cl.C02F1/16(2006.01)G21D5/04(2006.01)C01B3/04(2006.01)F01K25/08(2006.01)F01D15/10(2006.01)C02F103/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统及其方法(57)摘要本发明公开了一种核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统及其方法，它包括核电站闭式氦气循环系统、过热器、蒸汽发生器、原海水管道、闪蒸器、蒸汽喷射器、海水淡化装置、给水泵、固体氧化物电解槽、辅助蒸汽管道。本发明将核电站循环系统和蒸汽电解制氢工艺以及蒸馏法海水淡化工艺相耦合，首先通过氦气轮机进行发电，然后氦气轮机的部分排气余热用于蒸汽电解制氢，最后冷却器的低温余热冷却水用于耦合闪蒸和蒸汽喷射的蒸馏法海水淡化，实现了水电氢三联产的多种模式。本发明通过海水淡化和核能发电提供蒸汽电解制氢所需的电力和淡水，具有循环热效率高、调节性能好、提高设备可靠性、减少环境污染、经济效益好等特点，具有良好的应用前景。CN105645499ACN105645499A权利要求书1/1页1.一种核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统，其特征在于：它包括核电站闭式氦气循环系统、过热器、蒸汽发生器、原海水管道、闪蒸器、蒸汽喷射器、海水淡化装置、给水泵、固体氧化物电解槽、辅助蒸汽管道；所述的核电站闭式氦气循环系统包括压气机、回热器、高温气冷堆、燃气轮发电机组、调节阀、冷却器以及相关的管道并组成一个单回路循环；所述的燃气轮发电机组的排气出口分为两路：一路与回热器高温侧的氦气进口连接并在该管路上设置调节阀，另一路与过热器的氦气进口连接；所述的过热器的氦气出口与蒸汽发生器的氦气进口连接，过热器的蒸汽出口分为两路：一路与辅助蒸汽管道连接，另一路与固体氧化物电解槽的蒸汽进口连接并在该管路上设置控制阀；所述的蒸汽发生器的氦气出口与冷却器的氦气进口连接，蒸汽发生器的饱和蒸汽出口与过热器的蒸汽进口连接；所述的原海水管道螺旋或曲折穿过冷却器后与闪蒸器的海水进口连接；所述的闪蒸器的闪蒸蒸汽出口与蒸汽喷射器的低压蒸汽进口连接，闪蒸器的浓海水出口与海水淡化装置的海水进口连接；所述的蒸汽喷射器的高压蒸汽进口与辅助蒸汽管道连接，蒸汽喷射器的蒸汽出口与海水淡化装置的热源进口连接；所述的海水淡化装置的淡化水出口分为两路：一路作为产品水输出，另一路与蒸汽发生器的给水进口连接并在该管路上布置给水泵，海水淡化装置设有排污口；所述的辅助蒸汽管道两端分别与过热器的蒸汽出口和蒸汽喷射器的高压蒸汽进口连接。2.根据权利要求1所述的核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统，其特征在于：所述的燃气轮发电机组的排气温度在550～650℃之间；所述的闪蒸器的海水进口温度在100～150℃之间，闪蒸器的闪蒸蒸汽出口温度在40～50℃之间；所述的蒸汽发生器的饱和蒸汽出口温度在200～374℃之间；所述的过热器的蒸汽出口温度在520～620℃。3.根据权利要求1所述的核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统的方法，其特征在于，包括以下过程：1）原海水管道内的海水经冷却器吸热后形成热海水进入闪蒸器发生闪蒸过程；闪蒸器的闪蒸蒸汽进入蒸汽喷射器由来自辅助蒸汽管道的高压蒸汽进行引射混合成较高温度的蒸汽前往海水淡化装置作为驱动热源，闪蒸器的浓海水送至海水淡化装置作为进料海水；海水淡化装置输出的淡化水分为两路：一路作为产品水输出，另一路由给水泵输送至蒸汽发生器作为给水；给水在蒸汽发生器内吸热蒸发形成高压蒸汽，高压蒸汽经过热器进一步加热升温形成过热蒸汽，一部分过热蒸汽前往固体氧化物电解槽进行电解制氢，另一部分过热蒸汽通过辅助蒸汽管道前往蒸汽喷射器作为引射用汽；2）高温气冷堆堆芯出口的高温氦气进入氦气轮机作功带动发电机发电，部分发电量提供电解制氢的电力；氦气轮机的高温排气分为两路：一路前往回热器高温侧进行余热回收，另一路先后送至过热器和蒸汽发生器依次进行放热，放热后的两路氦气重新汇合在一起并进入冷却器进行冷却，冷却后的氦气先后经压缩机压缩和回热器低温侧加热后重新进入高温气冷堆进行下一轮循环。2CN105645499A说明书1/4页核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统及其方法技术领域[0001]本发明属于核能应用技术领域，特别是涉及一种核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统及其方法。背景技