[发明专利]一种利用高温气冷堆的硫碘循环制氢系统与方法

权利要求书

1.一种利用高温气冷堆的硫碘循环制氢系统，其特征在于，包括发电部分和硫碘循环制氢部分；

所述发电部分采用氦气冷堆作为高温热源，包括反应堆(6)，所述反应堆(6)出口的高温高压氦气通过氦-氦换热器(7)后进入氦气透平(8)做功，氦气透平(8)带动发电机(9)发电同时也带动同轴的低压压气机(2)和高压压气机(4)对工质进行压缩；所述氦气透平(8)的排气经过回热器(5)低压侧后将热量传输给高压侧氦气，然后进入预冷器(1)降至低温，低温氦气进入带有中间冷却器(3)的压气机组，然后被压缩成高压氦气，高压氦气经过回热器(5)高压侧后被加热至接近氦气透平(8)的排气温度，然后再进入反应堆(6)堆芯重复被加热；

所述硫碘循环制氢部分包括Bunsen预混罐(17)，所述Bunsen预混罐(17)中投入初始物料SO₂、I₂和H₂O，所述Bunsen预混罐(17)的液体出口端连接Bunsen反应罐(18)，所述Bunsen反应罐(18)液体出口端连接分离器(19)，所述分离器(19)下层通过HI_X相控制阀(29)排出至HI罐(30)，上层通过H₂SO₄相控制阀(20)排出至H₂SO₄罐(21)，HI罐(30)输出端连接HI_X纯化塔(31)，HI_X纯化塔(31)生成的SO₂被吹扫返回至Bunsen预混罐(17)，HI_X纯化塔(31)的HI_X相溶液输出端通过缓冲罐(33)后被抽出至EED(34)，EED(34)的阳极的I₂浓缩液经由洗气回料罐(28)返回至Bunsen预混罐(17)，阴极的HI_X浓缩液通过HI精馏塔(35)进一步浓缩，随后进入HI分解床(37)，在催化剂作用下分解产生H₂和I₂，分解后的产物经冷凝器(38)分离，除H₂被引出至H₂储罐外，其余的HI、I₂和H₂O全部回流至缓冲罐(33)，所述分离器(19)中上部排出的H₂SO₄相溶液进入H₂SO₄纯化塔(22)中，所述H₂SO₄纯化塔(22)的输出端分别连接Bunsen预混罐(17)和H₂SO₄浓缩塔(24)，所述H₂SO₄浓缩塔(24)的H₂SO₄输出端连接H₂SO₄分解床(26)，H₂SO₄浓缩塔(24)排出的H₂O返回至Bunsen预混罐(17)，所述H₂SO₄分解床(26)的输出端分别连接Bunsen预混罐(17)和洗气回料罐(28)。

2.根据权利要求1所述的一种利用高温气冷堆的硫碘循环制氢系统，其特征在于，所述H₂SO₄浓缩塔(24)连接H₂SO₄分解床(26)的底部。

3.根据权利要求1所述的一种利用高温气冷堆的硫碘循环制氢系统，其特征在于，所述回热器(5)低压侧入口连接氦气透平(8)出口的低压排气，回热器(5)低压侧出口连接预冷器(1)，回热器(5)高压侧入口连接高压压气机(4)出口的高压排气，回热器(5)高压侧出口与核反应堆(6)入口相连。

4.根据权利要求1所述的一种利用高温气冷堆的硫碘循环制氢系统，其特征在于，所述预冷器(1)与低压压气机(2)之间连接的管线和回热器(5)与高压压气机(4)之间连接的管线之间设置有储气罐(12)。