[发明专利]一种核电厂电解制氢综合利用系统

说明书

本发明公开了一种核电厂电解制氢综合利用系统，涉及制氢乏热利用技术领域，包括：电解水制氢系统和乏热回收系统，其特征在于，所述电解水制氢系统需要的电力由核岛/锅炉经过第一压缩机处理提供，所述乏热回收系统包括：冷却水泵、第二压缩机、蒸发器和节流装置，所述电解水制氢系统在制氢过程中，在闭式循环冷却水中对电解水制氢系统进行冷却，以维持电解水制氢系统的工作温度。本发明通过核电厂电解制氢综合利用系统，将电解水产生的低品位乏热转换成较高品位的热量，可作为低温多效蒸馏装置的热源进行海水淡化，给水加热，从而提高社会整体的能源利用率与经济性，减少热污染，同时降低了热源成本。

技术领域

本发明涉及制氢乏热利用技术领域，具体为一种核电厂电解制氢综合利用系统。

背景技术

目前世界范围内核电厂，火电厂等的热力系统，通常采用蒸汽为工质的朗肯循环，一般来讲超临界火电机组循环效率大约在45％左右，大型核电机组一般为饱和蒸汽循环效率大约在35％左右；在世界上，绝大多数电力由热量转化而来，例如：锅炉、核反应堆、光热、生物质等产生的热量，超过60％的热量变成乏热，通过温排水等排到了环境中；

大多数乏热都成为了水体热污染的污染源，这导致了地表水体温度的升高，降低水体溶解氧且加重水体污染，导致藻类生物的群落更替，加快水生生物的生化反应速度，破坏鱼类生存环境，危害人类健康；世界上已经发生了一些热污染的危害事件；美国核电厂所导致的比斯坎湾热污染生物灭绝事件调查结果表明，在水温升高4℃以上的水域中，几乎所有的动植物绝迹，常见的硅藻、红藻和褐藻也消失了，而代之是高温种类的蓝绿藻大量地繁殖；

造成上述问题存在的原因是低温乏热没有得到充分利用，由于乏热温度低，传统观点认为乏热值低没有利用价值，现有技术对于低温乏热没有办法完全进行回收利用，从而造成大量低品位热量流失，既造成了能量损失，也产生了大量的热污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电厂电解制氢综合利用系统，以解决上述背景技术中提出的大量低品位热量流失，既造成了能量损失，也产生了大量的热污染等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种核电厂电解制氢综合利用系统，包括：电解水制氢系统和乏热回收系统，所述电解水制氢系统需要的电力由核岛/锅炉经过第一压缩机处理提供，所述乏热回收系统包括：冷却水泵、第二压缩机、蒸发器和节流装置，所述电解水制氢系统在制氢过程中闭式循环冷却水中对电解水制氢系统进行冷却，以维持电解水制氢系统的工作温度，对电解水制氢系统冷却后的冷却水带上低品位乏热，带有低品位乏热的冷却水回到蒸发器中，低压液态冷媒在蒸发器中吸收冷却水中的低品位热量，不断汽化，所述冷却水热量被吸收后再通过冷却水泵返回电解水制氢系统进行冷却，随后低压气态冷媒进入第二压缩机，所述低压气态冷媒被第二压缩机加压升温，得到高温高压气态冷媒。

优选的，所述高温高压气态冷媒可提供给供热用户中的海水淡化系统、给水加热系统和其他需要热源的系统。

优选的，所述供热用户使用后高温高压气态冷媒会被冷凝，冷凝的高压液态冷媒在节流装置内降压，变成低压液态冷媒，再进入蒸发器内，将其增温提升为可以再利用的热源。

优选的，所述再利用的热源可提供给供热用户中的海水淡化系统、给水加热系统和其他需要热源的系统，形成能源的综合利用。

优选的，所述再利用的热源温度为90℃-110℃。

优选的，所所述闭式循环冷却水的温度为48℃，闭式循环冷却水的温度为低品位乏热。

优选的，所述高温高压气态冷媒进入需要热源的用户换热管内，将热量传递给用户。

优选的，维持的工作温度为80-85℃。

优选的，所述电解水制氢系统的乏热进行全部回收，无温排水的排放。