[实用新型]核能耦合制氢制甲烷装置及具备调峰能力的发电装置

说明书

本实用新型公开了一种核能耦合制氢制甲烷装置，用于与核电厂控制电力调控及输出的调峰控制中心电性连接，包括转换器、电解水装置、储氢罐、储氧罐、二氧化碳供给装置、甲烷制备装置及储甲烷罐，调峰控制中心与转换器连接，转换器电性连接电解水装置，储氢罐与电解水装置连通，储氧罐与电解水装置连通，二氧化碳供给装置及储氢罐分别与甲烷制备装置连通，甲烷制备装置与储甲烷罐连通。实现核电高效转换利用，提高核电设备运行稳定性。另，还提供一种具备调峰能力的发电装置，包括燃气发电装置及上述核能耦合制氢制甲烷装置，储甲烷罐、储氢罐及储氧罐分别与燃气发电装置连通，燃气发电装置与市电电性连接。实现灵活调峰，满足电网调峰需求。

技术领域

本实用新型涉及核能发电及电能转化利用领域，具体涉及一种核能耦合制氢制甲烷装置及一种具备调峰能力的发电装置。

背景技术

核电是一种清洁能源，发展核电有利于减少化石燃料使用，对于降低碳排放、保护环境具有重要作用。从核电技术、经济、环保和产业特点出发，核电机组一般不参与频繁负荷调整，主要原因在于，频繁参与负荷调节将增加机组控制难度，加大人因失误风险，并影响设备的可靠性，导致非计划停机停堆故障概率。

但是，近年来随着电网运行峰谷差的逐渐增大，以及核电装机容量的不断攀升，核电机组面临的调峰压力也越来越多。尤其是在经济增速放缓、电力需求量减少的背景下，少数核电机组已经出现冬季长时间停运的状况，某种程度上出现了“弃核”现象，对核电厂造成了较大的经济损失，同时也浪费了核电作为清洁能源所能发挥的低碳节能作用。

为了解决核电消纳及调峰运行的问题，一种可行的途径是将调峰结余的电量转化为其他产品。这样可以起到三重有利效果，首先核电机组自身能保证满负荷运行，能有效避免频繁调峰带来的经济损失和安全隐患，对系统和设备有利；其次，能满足调峰需求，在并网前对多余电力进行消纳或储存，在电力需求高峰时又能补充发电，能起到削峰填谷的作用，较好匹配电网运行需求；第三，对改善发电厂的经营效益有利，将多余电力转换为其他产品，通过出售相应产品能获得部分经济收入，有利于改善电厂经营效益。

因此，亟需一种能有效将核电进行消纳的产品，并且通过该产品可方便快捷的为人类提供能源。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于，提供一种核能耦合制氢制甲烷装置，将清洁能源核能的发电转换成，既可存储，又可直接快捷利用的甲烷，从而将核能的发电进行消纳，进而实现核电的存储和直接利用的高效转换利用，保证核电设备自身满负荷运行，从而提高核电设备运行的稳定性。

本实用新型的另一目的在于，提供一种具备调峰能力的发电装置，将清洁能源核能的发电转换成可存储的甲烷、氢气及氧气，在需要调节电网的电力时，通过将存储的甲烷和氢气与氧气的燃烧进行发电来实时的补充电网的电力，实现实时且灵活的调峰能力，以优化和满足电网的调峰需求。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种核能耦合制氢制甲烷装置，用于与核电厂控制电力调控及输出的调峰控制中心电性连接，核能耦合制氢制甲烷装置包括转换器、用于电解水的电解水装置、储氢罐、储氧罐、二氧化碳供给装置、甲烷制备装置及储甲烷罐，调峰控制中心的输出端与转换器的输入端电性连接，转换器的输出端电性连接电解水装置的两极，储氢罐与电解水装置连通用于存储电解水装置电解产生的氢气，储氧罐与电解水装置连通用于存储电解水装置电解产生的氧气，二氧化碳供给装置及储氢罐分别与甲烷制备装置的输入端连通，甲烷制备装置的输出端与储甲烷罐连通，储甲烷罐用于存储甲烷制备装置中的二氧化碳和氢气反应生成的甲烷。