[發明專利]基于等離子體發電和生物質熱解制氫的乏燃料再利用裝置

有效

• 申請號: 201810505714.6
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108715435B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 劉國棟;趙俊楠;張亞男;王帥;陸慧林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02;C10L3/00;G21C19/48
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 宋詩非

1.基于等離子體發電和生物質熱解制氫的乏燃料再利用工藝方法，其特征在于，該方法采用乏燃料再利用裝置實現，所述乏燃料再利用裝置包括高溫氣冷堆、等離子體預電離單元、等離子體發電單元、再熱單元、生物質熱解制氫單元、易電離物質分離單元和壓縮單元；

高溫氣冷堆的堆芯為從乏燃料中分離出來的鈾和钚；

高溫氣冷堆的氦氣輸出端口與等離子體預電離單元的氦氣輸入端口相連通，進入高溫氣冷堆的氦氣的溫度在300攝氏度左右，高溫氣冷堆輸出氦氣的溫度在900攝氏度左右；在高溫氣冷堆與等離子體預電離單元之間的氦氣輸送管道上設置有易電離物質輸入端口，易電離物質輸入端口與易電離物質分離單元的易電離物質輸出端口相連通；

等離子體預電離單元的氦氣輸出端口與等離子體發電單元的氦氣輸入端口相連通；

等離子體發電單元的氦氣輸出端口經再熱單元的第一加熱通道與生物質熱解制氫單元的氦氣輸入端口相連通，生物質熱解制氫單元的氦氣輸出端口與易電離物質分離單元的氦氣輸入端口相連通；

易電離物質分離單元用于將易電離物質從輸入氦氣中分離出來，易電離物質分離單元的氦氣輸出端口依次經壓縮單元和再熱單元的第二加熱通道與高溫氣冷堆的氦氣輸入端口相連通；

壓縮單元用于提升輸入氦氣的氣壓；

等離子體發電單元接入電網；

生物質熱解制氫單元與氫氣收集設備相連；

基于等離子體發電和生物質熱解制氫的乏燃料再利用的工藝方法為：

S1、作為高溫氣冷堆冷卻劑的氦氣在吸收高溫氣冷堆堆芯的熱量后成為高溫高壓氦氣；

S2、高溫高壓氦氣在混入易電離物質后進入等離子體預電離單元，等離子體預電離單元對混有易電離物質的高溫高壓氦氣進行預電離；

S3、等離子體發電單元基于等離子體預電離單元輸出的高導電率的高溫高壓氦氣實現等離子體發電；

S4、再熱單元的第一加熱通道為在等離子體發電單元內做完功的低溫氦氣加熱；

S5、生物質熱解制氫單元基于再熱單元的第一加熱通道輸出的再熱氦氣實現生物質熱解制氫；

S6、易電離物質分離單元將易電離物質從生物質熱解制氫單元輸出的低溫氦氣中分離出來；

S7、分離出來的易電離物質經高溫氣冷堆與等離子體預電離單元之間的氦氣輸送管道上的易電離物質輸入端口進入氦氣輸送管道，并與高溫氣冷堆輸出的高溫高壓氦氣混合，進而實現易電離物質的循環利用；

S8、被分離出易電離物質的低溫氦氣在依次經再熱單元的第二加熱通道的加熱和壓縮單元的升壓后進入高溫氣冷堆內，對高溫氣冷堆堆芯進行冷卻，進而實現氦氣的循環利用。

2.如權利要求1所述的基于等離子體發電和生物質熱解制氫的乏燃料再利用工藝方法，其特征在于，所述乏燃料再利用裝置還包括反應堆安全殼，高溫氣冷堆設置在反應堆安全殼內。

3.如權利要求2所述的基于等離子體發電和生物質熱解制氫的乏燃料再利用工藝方法，其特征在于，等離子體發電單元還用于為等離子體預電離單元、再熱單元和壓縮單元供電。