[发明专利]高温气冷堆氦气间接循环制氢耦合发电系统及其方法

摘要

本发明公开了一种高温气冷堆氦气间接循环制氢耦合发电系统及其方法，它包括核能发电系统、制氢系统、高压氦气再热器、甲烷输送管道、给水管道、水蒸汽管道、氢气输送管道。核能发电系统氦氦换热器的二次侧氦气出口与制氢系统转化反应器的氦气进口连接，转化反应器的氦气出口与氦气再热器的氦气进口连接，氦气再热器的氦气出口与核能发电系统氦气轮机的进口连接；转化反应器的转化气出口与氦气再热器的转化气进口连接，氦气再热器的转化气出口与制氢系统低压水蒸汽发生器的转化气进口连接。本发明将核能发电与制氢工艺相耦合，实现了同一股氦气流先制氢后发电的氢电联产方式，具有能量梯级利用、热效率高等特点，具有很好的经济效益和应用前景。

主权项

一种高温气冷堆氦气间接循环制氢耦合发电系统，其特征在于：它包括核能发电系统、制氢系统、高压氦气再热器、甲烷输送管道、给水管道、水蒸汽管道、氢气输送管道；所述的核能发电系统由高温气冷堆、压缩机、氦氦换热器、氦气轮机、冷却器组成；所述的高温气冷堆与氦氦换热器的一次侧连接形成核电站一回路；所述的压缩机与氦氦换热器的二次侧、氦气轮机、冷却器连接构成核电站二回路部分；所述的氦氦换热器的二次侧氦气出口与制氢系统连接；所述的氦气轮机的进口与高压氦气再热器连接；所述的制氢系统由转化反应器、低压水蒸汽发生器、中温变换器、甲烷预热器、给水除氧器、变压吸附器、转化气管道组成；所述的转化反应器的原料进口与甲烷输送管道、水蒸汽管道相连接；转化反应器的转化气出口通过转化气管道与氢气输送管道连接，并在转化气管道上依次设置高压氦气再热器、低压水蒸汽发生器、中温变换器、甲烷预热器、给水除氧器、变压吸附器；转化反应器的氦气进口与核能发电系统氦氦换热器的二次侧氦气出口连接；所述的高压氦气再热器的转化气进口与制氢系统转化反应器的转化气出口连接；高压氦气再热器的转化气出口与制氢系统低压水蒸汽发生器的转化气进口连接；高压氦气再热器的氦气进口与制氢系统转化反应器的氦气出口连接；高压氦气再热器的氦气出口与核能发电系统氦气轮机的进口连接；所述的甲烷输送管道与制氢系统甲烷预热器的壳程相连通，并与转化反应器的原料进口连接；所述的给水管道螺旋或曲折穿过核能发电系统冷却器后与制氢系统给水除氧器的壳程相连通，并与低压水蒸汽发生器的给水进口连接；所述的低压水蒸汽发生器的蒸汽出口通过水蒸汽管道与转化反应器的原料进口连接。