[發明專利]一種核電風電聯合制氫供熱系統

在審

• 申請號: 202010181996.6
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111322789A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 梁海文;黃彬;莫海寧;沈俐;楊麗琴;張洪鑫;牛傳凱;王鴻運;李義強
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;C25B1/04;C25B9/04;H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種核電風電聯合制氫供熱系統，該系統將風力發電機組和核電廠的富余產能集中并入廠用電母線，再通過廠用電母線為電解制氫提供電力，以及供電給電加熱鍋爐生產熱水實現廠區供熱。同時，通過利用常規島二回路系統的汽輪機抽汽作為熱源，為市政供熱提供滿足供熱品質要求的熱水，送入市區各換熱站。該系統同時集成了電化學儲能用于平滑機組和風電處理和削峰填谷、保證電能質量。本發明實現了核電廠區風資源、核電富余產能的利用，避免了棄核、棄風，同時能夠制取氫氣并對外供應、制取熱水為廠區供熱，實現了電、熱、氫多聯產，顯著提高核電廠綜合經濟效益。

技術領域

本發明涉及能源供給的技術領域，尤其是指一種核電風電聯合制氫供熱系統。

背景技術

核電廠是重要的電力生產場所，一直承擔著電網基本負荷的發電任務。隨著經濟增長放緩以及區域電力產能過剩，一些核電廠面臨著減負荷運行的實際問題，給電廠的整體效益帶來了較大影響。

另一方面，核電廠主要建設在沿海，存在可利用的風資源，利用廠區內和周邊、沿海的場地建設風力發電機組實現風力發電也是一種可行的提高單位面積經濟效益的可行途徑。但是，由于風能的間歇性、風電的并網問題和電力消納問題，影響了風力發電的可行性，并引起了裝機后棄風現象的發生。

以上問題的存在，使得部分核電廠面臨著不能滿發、風能資源無法得到利用的難題，影響了核電廠的整體經濟效益。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種核電風電聯合制氫供熱系統，可以有效解決核電富余產能消納，避免出現棄風限電，同時對外輸出熱水、氫氣和電力，從而提高核電廠的整體經濟效益。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種核電風電聯合制氫供熱系統，包括：

電解制氫部分，由核電廠的富余電力產能和風力發電機組聯合制取氫氣，所述核電廠的常規島二回路系統的發電機輸出的電力經過廠用變壓器并入廠用電母線，所述風力發電機組產生的電力通過風電升壓變壓器也并入廠用電母線，所述廠用電母線連接有電解制氫系統，所述電解制氫系統連接有氫氣壓縮系統，所述氫氣壓縮系統連接有儲氫系統，由所述廠用電母線向電解制氫系統提供電力，生產出的氫氣經過氫氣壓縮系統壓縮后送入儲氫系統儲存；

供熱部分，包括廠區供熱和市區供熱；所述廠區供熱是由廠用電母線向廠區的電熱鍋爐提供電力生產熱水，再通過廠區熱網向廠區各供熱子系統、制冷子系統供熱，而釋放熱量后的熱水回水再通過廠區熱網送回電熱鍋爐加熱，形成循環；所述市區供熱是采用核電廠的常規島二回路系統的汽輪機抽汽提供熱源，通過與其連接的蒸汽鍋爐加熱市政熱網回水，生產滿足市政供熱要求的熱水并通過市政管網向市內各換熱站供應，同時蒸汽釋放熱量后形成的熱水再送回常規島二回路系統，而各換熱站的熱水回水通過市政熱網送回蒸汽鍋爐，在蒸汽鍋爐內被汽輪機抽汽加熱，再次向市政熱網輸送熱水，形成循環。

進一步，所述核電廠包括相連的核島一回路系統和常規島二回路系統，所述常規島二回路系統包括相連的汽輪機和發電機，所述核島一回路系統產生的蒸汽熱能轉換成汽輪機的機械能，再通過發電機轉變成電能；其中，所述汽輪機抽取中壓段蒸汽抽汽，并送往廠區的蒸汽鍋爐，用于加熱廠區供熱熱水；所述發電機分別連接有升壓變壓器和廠用變壓器，其產生的電力經過升壓變壓器后能夠并入主網，再由主網進行遠距離電力輸送。

進一步，所述風力發電機組產生的電力經過升壓后能夠并入主網，實現風電上網，向外部供應電力。

進一步，所述風力發電機組是核電廠區及周邊的分布式風力發電機組。

進一步，所述系統采用電化學儲能，所述電化學儲能連接于廠用電母線，通過控制其充放電來平滑風力發電出力、削峰填谷和調整廠用電的電能質量。

進一步，所述電化學儲能采用的是磷酸鐵鋰動力儲能電池。