[发明专利]一种核电风电联合制氢供热系统

说明书

本发明公开了一种核电风电联合制氢供热系统，该系统将风力发电机组和核电厂的富余产能集中并入厂用电母线，再通过厂用电母线为电解制氢提供电力，以及供电给电加热锅炉生产热水实现厂区供热。同时，通过利用常规岛二回路系统的汽轮机抽汽作为热源，为市政供热提供满足供热品质要求的热水，送入市区各换热站。该系统同时集成了电化学储能用于平滑机组和风电处理和削峰填谷、保证电能质量。本发明实现了核电厂区风资源、核电富余产能的利用，避免了弃核、弃风，同时能够制取氢气并对外供应、制取热水为厂区供热，实现了电、热、氢多联产，显著提高核电厂综合经济效益。

技术领域

本发明涉及能源供给的技术领域，尤其是指一种核电风电联合制氢供热系统。

背景技术

核电厂是重要的电力生产场所，一直承担着电网基本负荷的发电任务。随着经济增长放缓以及区域电力产能过剩，一些核电厂面临着减负荷运行的实际问题，给电厂的整体效益带来了较大影响。

另一方面，核电厂主要建设在沿海，存在可利用的风资源，利用厂区内和周边、沿海的场地建设风力发电机组实现风力发电也是一种可行的提高单位面积经济效益的可行途径。但是，由于风能的间歇性、风电的并网问题和电力消纳问题，影响了风力发电的可行性，并引起了装机后弃风现象的发生。

以上问题的存在，使得部分核电厂面临着不能满发、风能资源无法得到利用的难题，影响了核电厂的整体经济效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种核电风电联合制氢供热系统，可以有效解决核电富余产能消纳，避免出现弃风限电，同时对外输出热水、氢气和电力，从而提高核电厂的整体经济效益。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种核电风电联合制氢供热系统，包括：

电解制氢部分，由核电厂的富余电力产能和风力发电机组联合制取氢气，所述核电厂的常规岛二回路系统的发电机输出的电力经过厂用变压器并入厂用电母线，所述风力发电机组产生的电力通过风电升压变压器也并入厂用电母线，所述厂用电母线连接有电解制氢系统，所述电解制氢系统连接有氢气压缩系统，所述氢气压缩系统连接有储氢系统，由所述厂用电母线向电解制氢系统提供电力，生产出的氢气经过氢气压缩系统压缩后送入储氢系统储存；

供热部分，包括厂区供热和市区供热；所述厂区供热是由厂用电母线向厂区的电热锅炉提供电力生产热水，再通过厂区热网向厂区各供热子系统、制冷子系统供热，而释放热量后的热水回水再通过厂区热网送回电热锅炉加热，形成循环；所述市区供热是采用核电厂的常规岛二回路系统的汽轮机抽汽提供热源，通过与其连接的蒸汽锅炉加热市政热网回水，生产满足市政供热要求的热水并通过市政管网向市内各换热站供应，同时蒸汽释放热量后形成的热水再送回常规岛二回路系统，而各换热站的热水回水通过市政热网送回蒸汽锅炉，在蒸汽锅炉内被汽轮机抽汽加热，再次向市政热网输送热水，形成循环。

进一步，所述核电厂包括相连的核岛一回路系统和常规岛二回路系统，所述常规岛二回路系统包括相连的汽轮机和发电机，所述核岛一回路系统产生的蒸汽热能转换成汽轮机的机械能，再通过发电机转变成电能；其中，所述汽轮机抽取中压段蒸汽抽汽，并送往厂区的蒸汽锅炉，用于加热厂区供热热水；所述发电机分别连接有升压变压器和厂用变压器，其产生的电力经过升压变压器后能够并入主网，再由主网进行远距离电力输送。

进一步，所述风力发电机组产生的电力经过升压后能够并入主网，实现风电上网，向外部供应电力。

进一步，所述风力发电机组是核电厂区及周边的分布式风力发电机组。

进一步，所述系统采用电化学储能，所述电化学储能连接于厂用电母线，通过控制其充放电来平滑风力发电出力、削峰填谷和调整厂用电的电能质量。

进一步，所述电化学储能采用的是磷酸铁锂动力储能电池。