The utility model relates to a system for the combination of electrolytic hydrogen production and the flexible peak regulation of nuclear power plants, including power grid peak control system, transmission and power supply and power supply system, electrolysis water hydrogen production system, hydrogen collection purification and external transport system, pure water preparation and water replenishment system, and cold water waste heat recovery system and electrolysis pool high temperature. The steam supply system; power supply and power supply system for electrolysis water hydrogen production system; electrolysis water hydrogen production system including alkaline water solution electrolysis hydrogen production unit, solid polymer electrolysis hydrogen production unit, high temperature solid oxide electrolysis hydrogen production device. The cooling water of the electrolytic hydrogen production plant comes from the condensate of the power plant, taking the main steam of the power plant as the steam source of the high temperature solid electrolyzer, effectively coupling the nuclear power plant and the electrolysis hydrogen production process, making full use of the peak regulating quantity of the nuclear power plant, and solving the problem of nuclear power plant abandoning the nuclear power.
【技术实现步骤摘要】
一种电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统
本技术涉及氢气制造领域,尤其涉及电解制氢与核电站灵活性调峰领域。
技术介绍
近年来,在中国三北地区电力市场容量富裕,燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺,电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出,电网消纳风电、光电及核电等新能源的能力不足,弃风现象严重。热电联产机组“以热定电”方式运行,调峰能力仅为10%左右。调峰困难已经成为电网运行中最为突出的问题。目前国内火电灵活性调峰改造均针对冬季供热机组,夏季如何调峰是摆在众多核电厂面前的一个难题。为了满足电网调峰需求,以及电厂在激烈竞争中的生存需要,深度调峰势在必行。目前中国氢气年产量已逾千万吨规模,位居世界第一。工业规模的制氢方法主要包括甲烷蒸汽重整和电解水制氢,其中电解水制氢的产量约占世界氢气总产量4%。尽管甲烷蒸汽重整是目前最经济的制氢方法,但其在生产过程中不仅消耗大量化石燃料,而且产生大量二氧化碳。电解水制氢工艺过程简单,产品纯度高,通过采用可再生能源作为能量来源,可现氢气的高效、清洁、大规模制备,该技术也可以用于CO2的减排和转化,具有较为广阔的发展前景。目前的电解水制氢方法主要有三种:碱性电解水制氢,固体聚合物电解水制氢,及高温固体氧化物电解水制氢。碱性电解水制氢是目前非常成熟的制氢方法,目前为止,工业上大规模的电解水制氢基本上都是采用碱性电解制氢技术,该方法工艺过程简单,易于操作。电解制氢的主要能耗为电能,每立方米氢气电耗约为4.5~5.5kWh,电费占整个电解制氢生产成本的80%左右。因此,电解水制氢技术特别适用于风力发电等可再生能源发电的能源载体。目前很多现有技术 ...
【技术保护点】
1.一种电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,包括电网调峰控制系统(6)、送变电及供电系统、电解水制氢系统、氢气收集净化及对外输送系统、纯净水制备及补水系统,其特征在于:还包括冷却水余热回收系统和电解池高温蒸汽供应系统;所述送变电及供电系统是在核电站出线母线上新增一个间隔,所述间隔设置电开关(8),所述电开关(8)通过输电电网与降压变压器和逆变器(9)连接,降压变压器和逆变器(9)另一端与电解水制氢系统连接;所述电解水制氢系统包括碱性水溶液电解制氢装置(11)、固体聚合物电解制氢装置(12)、高温固体氧化物电解制氢装置(13)中的至少一种。
【技术特征摘要】
1.一种电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,包括电网调峰控制系统(6)、送变电及供电系统、电解水制氢系统、氢气收集净化及对外输送系统、纯净水制备及补水系统,其特征在于:还包括冷却水余热回收系统和电解池高温蒸汽供应系统;所述送变电及供电系统是在核电站出线母线上新增一个间隔,所述间隔设置电开关(8),所述电开关(8)通过输电电网与降压变压器和逆变器(9)连接,降压变压器和逆变器(9)另一端与电解水制氢系统连接;所述电解水制氢系统包括碱性水溶液电解制氢装置(11)、固体聚合物电解制氢装置(12)、高温固体氧化物电解制氢装置(13)中的至少一种。2.根据权利要求1所述的电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,其特征在于:所述电网调峰控制系统(6)包括电网调度中心(4)和电厂集控中心(5),电网调度中心(4)通过上网电量使用情况进行实时调度,将调度信号传输给电厂集控中心(5),电厂集控中心(5)下达电网调峰指令,通过控制所述送变电及供电系统的电开关(8)进行电网调峰,电解水制氢系统的供电量由电厂集控中心(5)控制。3.根据权利要求1所述的电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,其特征在于:所述冷却水余热回收系统中,所述碱性水溶液电解制氢装置(11)、固体聚合物电解制氢装置(12)和高温固体氧化物电解制氢装置(13)的冷却水供水管道分别通过三通阀门与凝结水管路(19)连接,冷却水源为核电站凝汽器(14)输出的凝结水;所述碱性水溶液电解制氢装置(11)的冷却水出水管道和所述固体聚合物电解制氢装置(12)的冷却水出水管道与冷却水回流管道汇合,制氢装置中的冷却水回流到除氧器(16)中。4.根据权利要求1所述的电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,其特征在于:所述碱性水溶液电解制氢装置(11)由若干个单体电解槽组成,每个电解槽由阴极、阳极、隔膜及电解液构成。5.根据权利要求4所述的电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,其特征在于:所述隔膜组成成分包括石棉。6.根据权利要求1所述的电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,其特征在于:所述固体聚合物电解制氢装置(12)由若干个单体电解槽组成。7.根据权利要求6所述的电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,其特征在于:所述电解槽以固体聚合物膜为电解质。8.根据权利要求1所述的电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,其特征在于:所述电解池高温蒸汽供应系统包括主蒸汽旁路(20)、电过热器(10)、高温蒸汽输送管道(21),所述电过热器(10)蒸汽入口与主蒸汽旁路(20)连接,所述电过热器(10)蒸汽出口与高温蒸汽输送管道(21)入口连接。9.根据权利要求8所述的电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,其特征在于:高温固体氧化物电解制氢装置(13)的高温蒸汽入口与所述高温蒸汽输送管道(21)出口连接,所述主蒸汽旁路(20)内的高温蒸汽进入电高温过热器,经过电高温过热器过热到800℃以上。10.根据权利要求1所述的电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统,...
【专利技术属性】
技术研发人员:崔华,杨豫森,徐波,谭智,陈辉,展望,陈超,朱明志,
申请(专利权)人:赫普热力发展有限公司,
类型:新型
国别省市:北京,11
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