[发明专利]高温气冷堆直接制氢耦合蒸汽循环发电系统及其方法

权利要求书

1.一种高温气冷堆直接制氢耦合蒸汽循环发电系统，其特征在于：它包括高温气冷堆、转化反应器、蒸汽发生器、冷却剂循环泵、蒸汽过热器、汽轮发电机组、冷凝器、给水泵、中温变换器、抽汽管道、天然气管道；所述的高温气冷堆的氦气出口与转化反应器的氦气进口连接，高温气冷堆的氦气进口与蒸汽发生器的氦气出口连接，并在连接管道上布置冷却剂循环泵；所述的转化反应器的氦气出口与蒸汽发生器的氦气进口连接，转化反应器的转化气出口与蒸汽过热器的转化气进口连接；所述的蒸汽发生器的水蒸汽出口与蒸汽过热器的水蒸汽进口连接，蒸汽发生器的给水进口与汽轮发电机组的排汽口连接，并在连接管道上布置冷凝器和给水泵；所述的蒸汽过热器的转化气出口与中温变换器连接，蒸汽过热器的水蒸汽出口与汽轮发电机组的进汽口连接；所述的汽轮发电机组从汽缸某级抽汽口引出一股蒸汽通过抽汽管道与转化反应器的原料进口连接；所述的天然气管道与转化反应器的原料进口连接。

2.根据权利要求1所述的高温气冷堆直接制氢耦合蒸汽循环发电系统，其特征在于：所述的转化反应器的氦气出口温度在400～450℃之间，转化反应器的转化气出口温度在750～800℃之间；所述的蒸汽发生器的水蒸汽出口温度在324～374℃之间；所述的蒸汽过热器的转化气出口温度在350～400℃之间，蒸汽过热器的水蒸汽出口温度在500～550℃之间；所述的汽轮发电机组的抽汽口温度在245～300℃之间。

3.采用权利要求1所述的高温气冷堆直接制氢耦合蒸汽循环发电系统的方法，其特征在于：包括以下过程：

1) 从高温气冷堆引出的超过950℃的高温氦气进入转化反应器的壳程进行放热变成400～450℃的中温氦气，中温氦气进入蒸汽发生器进行放热变成低温氦气，低温氦气经冷却剂循环泵重新送至高温气冷堆完成一次氦气循环；

2）从冷凝器引出的凝结水经给水泵加压后进入蒸汽发生器进行吸热变成温度为324～374℃、湿度为0.5%的饱和蒸汽，饱和蒸汽进入蒸汽过热器进行吸热变成500～550℃的过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮发电机组做功发电，对应的排汽进入冷凝器进行放热变成凝结水完成一次汽水循环；

3）从汽轮发电机组引出的245～300℃的抽汽与来自天然气管道的预热天然气一起进入转化反应器的转化传热管内进行吸热并发生化学反应得到750～800℃的高温转化气，高温转化气经过蒸汽过热器进行放热变成350～400℃的中温转化气，中温转化气进入中温变换器并进行后续的制氢流程。