[实用新型]一种核电站电解制氢合成氨系统

说明书

本实用新型公开了一种核电站电解制氢合成氨系统，包括核电站、电网、电网调度中心、电解制氢装置和合成氨设备；所述电解制氢装置的电源输入端与核电站的发电输出端电性连接；所述电解制氢装置的氢气输出端连接于所述合成氨设备的氢气入口，所述合成氨设备的氮气入口连接于氮气源；所述电厂集控中心用于接收核电站发送的调峰负荷指令，所述电网与核电站的发电输出端电性连接，用于接收核电站发出的电能。通过本实用新型，在核电站内实现制氢、制氮，然后利用制取的氮气、氢气通过合成生产氨，使得核电站转变为多种气体和燃料产品的电化工工厂。

技术领域

本发明涉及核电站调峰和合成氨技术领域，具体涉及一种核电站电解制氢合成氨系统。

背景技术

现阶段，我国电力系统中电能产量容量富裕，燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺，电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电、水电及核电等新能源的能力不足。

核电方面，全球的核电增长乏力是不争的事实，新建核反应堆的速度已经比不上核电站关闭的速度。在这样的惨淡大局中，中国核电的相对强势格外扎眼：国际能源署最新发布的《世界能源展望2017》认为，全球核电发展的前景依然暗淡，不过中国会继续引领核电生产的渐进发展。《展望》甚至预测，到2030年时中国会超越美国，成为最大的核电生产国。但最近两年，2016和2017年，国家能源局已经连续两年没有批准新的核电项目。2017年，中国仅有两座此前已经在建的核电机组并网发电。而且，2015年全国核电平均利用小时数同比下降437小时，降幅达到5.6％，相当于少发125亿度电，有的核电机组平均利用小时数已经低至5000小时。

因此，如何提高核电站的调峰能力，成为未来核电发展的一个重要指标。

电解水制氢是一种高效、清洁的制氢技术，其制氢工艺简单，产品纯度高，氢气、氧气纯度一般可达99.9％，是最有潜力的大规模制氢技术。特别是随着目前清洁能源发电的日益增长，氢气将成为电能存储的理想载体。通过将清洁能源发电经过电解水制氢技术，将清洁能源产生的电能转化为氢能进行储存，并且根据实际需要，还可通过后续化工过程将氢能转化为甲烷、甲醇及其他液态燃料等。

氨是人类非常重要的一种化工产品，随着社会的发展，工业文明的进步，氨合成的产品对于人类的贡献显而易见。氨作为一种运输方便的储氢燃料，被很多研究单位和能源公司所看好。氨在零下20度就可以液化，可以方便低成本地运输；另外氨还是一种燃料和制冷工质，既可以用于燃烧，也可以用于制冷行业。

因此，如果能够利用核电站富余的调峰电力，通过电解制氢和合成氨工艺，将核电站转型成为一种除了生产电力之外的，可生产多种气体及化工产品的核电化工厂，必将极大的增强现有核电站的盈利和生存能力。

实用新型内容

针对现在出现的越来越多的弃核电趋势，本发明旨在提供一种核电站电解制氢合成氨系统，利用核电站调峰调频电力，在核电厂内实现电解制氢、空分制氮氧，然后利用制取的氮和氢通过合成氨工艺生产氨，使得核电厂转变为多种气体和燃料产品的核电化工厂。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种核电站电解制氢合成氨系统，包括核电站、电网、电网调度中心、电解制氢装置和合成氨设备；所述电解制氢装置的电源输入端与核电站的发电输出端电性连接；所述电解制氢装置的氢气输出端连接于所述合成氨设备的氢气入口，所述合成氨设备的氮气入口连接于氮气源；所述合成氨设备的氨气输出端连通至液氨储罐；所述核电站还包括电厂集控中心，所述电厂集控中心用于接收核电站发送的调峰负荷指令，所述电网与核电站的发电输出端电性连接，用于接收核电站发出的电能。

较佳的，所述氮气源包括空分装置，所述空分装置的电源输入端连接于所述核电站的发电输出端，以获取核电站的调峰结余电量为电源，空分装置氮气输出端则连接于合成氨设备的氮气入口。