海水制氢不需要花费任何原料成本，耦合核能可有效节约燃料成本，水电氢多联产的多模式之间灵活切换操作有利于提高市场竞争力，增加综合经济效益。
[0015]综上所述，本发明将核电站闭式氦气循环系统和高中温蒸汽电解制氢工艺以及蒸馏法海水淡化工艺相耦合，真正实现了水电氢三联产的多种模式，具有循环热效率高、调节性能好、提高设备可靠性、减少环境污染、经济效益好等特点，具有很高的经济价值和良好的应用前景。
[0016]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]一、装置如图1所示，本发明是一种核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统，它包括核电站闭式氦气循环系统1、过热器2、蒸汽发生器3、原海水管道4、闪蒸器5、蒸汽喷射器6、海水淡化装置7、给水栗8、固体氧化物电解槽9、辅助蒸汽管道10。所述的核电站闭式氦气循环系统I包括压气机11、回热器12、高温气冷堆13、燃气轮发电机组14、调节阀15、冷却器16以及相关的管道并组成一个单回路循环;所述的燃气轮发电机组14的排气出口 141分为两路:一路与回热器12高温侧的氦气进口 121连接并在该管道上设置调节阀15，另一路与过热器2的氦气进口 21连接;所述的过热器2的氦气出口 22与蒸汽发生器3的氦气进口 31连接，过热器2的蒸汽出口 23分为两路:一路与辅助蒸汽管道10连接，另一路与固体氧化物电解槽9的蒸汽进口 91连接并在该管道上设置控制阀9 2;所述的蒸汽发生器3的氦气出口 3 2与冷却器16的氦气进口 161连接，蒸汽发生器3的饱和蒸汽出口 33与过热器2的蒸汽进口 24连接;所述的原海水管道4螺旋或曲折穿过冷却器16后与闪蒸器5的海水进口 51连接，所述的闪蒸器5的闪蒸蒸汽出口 52与蒸汽喷射器6的低压蒸汽进口 61连接，闪蒸器5的浓海水出口 53与海水淡化装置7的海水进口 71连接;所述的蒸汽喷射器6的高压蒸汽进口 62与辅助蒸汽管道10连接，蒸汽喷射器6的蒸汽出口 63与海水淡化装置7的热源进口 72连接;所述的海水淡化装置7的淡化水出口 73分为两路:一路作为产品水输出，另一路与蒸汽发生器3的给水进口 34连接并在该管路上布置给水栗8，海水淡化装置7设有排污口 74;所述的辅助蒸汽管道10两端分别与过热器2的蒸汽出口 23和蒸汽喷射器6的高压蒸汽进口 62连接。
[0019]所述的燃气轮发电机组14的排气温度在550?650°C之间；所述的闪蒸器5的海水进口51温度在100?150°C之间，闪蒸器5的闪蒸蒸汽出口52温度在40?50°C之间；所述的蒸汽发生器3的饱和蒸汽出口 33温度在200?374°C之间；所述的过热器2的蒸汽出口 23温度在520 ?620°C。
[0020]二、方法
本发明是一种核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产的方法，它包括以下过程:
1)原海水管道4内的海水经冷却器16吸热后形成热海水进入闪蒸器5发生闪蒸过程。闪蒸器5的闪蒸蒸汽进入蒸汽喷射器6由来自辅助蒸汽管道10的高压蒸汽进行引射混合成较高温度的蒸汽前往海水淡化装置7作为驱动热源，闪蒸器5的浓海水送至海水淡化装置7作为进料海水。海水淡化装置7输出的淡化水分为两路:一路作为产品水输出，另一路由给水栗8输送至蒸汽发生器3作为给水。给水在蒸汽发生器3内吸热蒸发形成高压蒸汽，高压蒸汽经过热器2进一步加热升温形成过热蒸汽，一部分过热蒸汽前往固体氧化物电解槽9进行电解制氢，另一部分过热蒸汽通过辅助蒸汽管道10前往蒸汽喷射器6作为引射用汽；
2)高温气冷堆13堆芯出口的高温氦气进入氦气轮发电机组14作功发电，部分发电量提供电解制氢的电力。氦气轮发电机组14的高温排气分为两路，一路前往回热器12高温侧进行余热回收，另一路先后送至过热器2和蒸汽发生器3依次进行放热，放热后的两路氦气重新汇合在一起并进入冷却器16进行冷却，冷却后的氦气先后经压缩机11压缩和回热器12低温侧加热后重新进入高温气冷堆13进行下一轮循环。
[0021]以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统，其特征在于:它包括核电站闭式氦气循环系统、过热器、蒸汽发生器、原海水管道、闪蒸器、蒸汽喷射器、海水淡化装置、给水栗、固体氧化物电解槽、辅助蒸汽管道;所述的核电站闭式氦气循环系统包括压气机、回热器、高温气冷堆、燃气轮发电机组、调节阀、冷却器以及相关的管道并组成一个单回路循环;所述的燃气轮发电机组的排气出口分为两路:一路与回热器高温侧的氦气进口连接并在该管路上设置调节阀，另一路与过热器的氦气进口连接;所述的过热器的氦气出口与蒸汽发生器的氦气进口连接，过热器的蒸汽出口分为两路:一路与辅助蒸汽管道连接，另一路与固体氧化物电解槽的蒸汽进口连接并在该管路上设置控制阀;所述的蒸汽发生器的氦气出口与冷却器的氦气进口连接，蒸汽发生器的饱和蒸汽出口与过热器的蒸汽进口连接;所述的原海水管道螺旋或曲折穿过冷却器后与闪蒸器的海水进口连接;所述的闪蒸器的闪蒸蒸汽出口与蒸汽喷射器的低压蒸汽进口连接，闪蒸器的浓海水出口与海水淡化装置的海水进口连接;所述的蒸汽喷射器的高压蒸汽进口与辅助蒸汽管道连接，蒸汽喷射器的蒸汽出口与海水淡化装置的热源进口连接;所述的海水淡化装置的淡化水出口分为两路:一路作为产品水输出，另一路与蒸汽发生器的给水进口连接并在该管路上布置给水栗，海水淡化装置设有排污口 ；所述的辅助蒸汽管道两端分别与过热器的蒸汽出口和蒸汽喷射器的高压蒸汽进口连接。2.根据权利要求1所述的核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统，其特征在于:所述的燃气轮发电机组的排气温度在550?650°C之间；所述的闪蒸器的海水进口温度在100?150 °C之间，闪蒸器的闪蒸蒸汽出口温度在40?50 °C之间；所述的蒸汽发生器的饱和蒸汽出口温度在200?374°C之间；所述的过热器的蒸汽出口温度在520?620°C。3.根据权利要求1所述的核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统的方法，其特征在于，包括以下过程: 1)原海水管道内的海水经冷却器吸热后形成热海水进入闪蒸器发生闪蒸过程；闪蒸器的闪蒸蒸汽进入蒸汽喷射器由来自辅助蒸汽管道的高压蒸汽进行引射混合成较高温度的蒸汽前往海水淡化装置作为驱动热源，闪蒸器的浓海水送至海水淡化装置作为进料海水；海水淡化装置输出的淡化水分为两路:一路作为产品水输出，另一路由给水栗输送至蒸汽发生器作为给水;给水在蒸汽发生器内吸热蒸发形成高压蒸汽，高压蒸汽经过热器进一步加热升温形成过热蒸汽，一部分过热蒸汽前往固体氧化物电解槽进行电解制氢，另一部分过热蒸汽通过辅助蒸汽管道前往蒸汽喷射器作为引射用汽； 2)高温气冷堆堆芯出口的高温氦气进入氦气轮机作功带动发电机发电，部分发电量提供电解制氢的电力;氦气轮机的高温排气分为两路:一路前往回热器高温侧进行余热回收，另一路先后送至过热器和蒸汽发生器依次进行放热，放热后的两路氦气重新汇合在一起并进入冷却器进行冷却，冷却后的氦气先后经压缩机压缩和回热器低温侧加热后重新进入高温气冷堆进行下一轮循环。
【专利摘要】本发明公开了一种核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统及其方法，它包括核电站闭式氦气循环系统、过热器、蒸汽发生器、原海水管道、闪蒸器、蒸汽喷射器、海水淡化装置、给水泵、固体氧化物电解槽、辅助蒸汽管道。本发明将核电站循环系统和蒸汽电解制氢工艺以及蒸馏法海水淡化工艺相耦合，首先通过氦气轮机进行发电，然后氦气轮机的部分排气余热用于蒸汽电解制氢，最后冷却器的低温余热冷却水用于耦合闪蒸和蒸汽喷射的蒸馏法海水淡化，实现了水电氢三联产的多种模式。本发明通过海水淡化和核能发电提供蒸汽电解制氢所需的电力和淡水，具有循环热效率高、调节性能好、提高设备可靠性、减少环境污染、经济效益好等特点，具有良好的应用前景。
【IPC分类】C02F103/08, G21D5/04, F01K25/08, C02F1/16, C01B3/04, F01D15/10
【公开号】CN105645499
【申请号】
【发明人】陈志强, 张亮
【申请人】陈志强
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月2日