一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台的制作方法

1.本发明涉及船舶建造及设计领域，具体涉及以核能为动力，在海上即可制甲醇并且储存的平台。


背景技术：

2.现有的绝大多数内能发动机都采用化石能源作为燃料，会将大量的碳释放到大气当中，现有的化石能源无法实现零碳排放，作为实现碳减排和碳中和路线图和目标能源，核动力是理想的清洁能源之一。
3.陆上建设制甲醇合成工厂，受到用地、选址和投资等诸多因素限制，而海上浮式制氢和氨合成及液化储存平台，可以实现分布式、小型化、低风险的清洁燃料来源和供给。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，旨在达到在海上可利用风电或核电或风电与核电相结合，进行制甲醇的目的，其所采用的技术方案是：
5.一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，有漂浮于海上的浮式平台，在浮式平台一端、浮式平台甲板下方设置有核动力装置、发电模块、配电模块，发电模块、配电模块与核动力装置之间设置有隔离空舱，核动力装置通过管路依次与发电模块、配电模块相连接，浮式平台甲板下方还设置有二氧化碳储舱和甲醇储舱。
6.浮式平台甲板上方设置有海水淡化装置、电解制氢模块、制甲醇模块、二氧化碳捕捉模块，海水淡化装置、电解制氢模块、制甲醇模块通过管路顺次连接，空气制氮模块伸出的支管路与二氧化碳捕捉模块连接，配电模块一端分别与发电模块、应急发电机组连接，另一端通过管路分别与海水淡化装置、电解制氢模块、制甲醇模块、二氧化碳捕捉模块连接。
7.上述一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，更进一步地，核动力装置与发电模块之间设置有驱动蒸汽轮机，核动力装置依次与驱动蒸汽轮机、发电模块相连接。
8.上述一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，更进一步地，制甲醇模块与甲醇储舱相连通。
9.上述一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，更进一步地，发电模块、配电模块设置在浮式平台甲板下方的舱室内。
10.上述一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，更进一步地，浮式平台通过系泊装置停泊在作业位置。
11.上述一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，更进一步地，在浮式平台甲板上方、远离核动力装置一侧，设置有办公生活楼。
12.上述一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，更进一步地，二氧化碳捕捉模块与二氧化碳储舱相连通。
13.上述一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，更进一步地，海水淡化装置是蒸
发式或反渗透式淡化装置。
14.上述一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，更进一步地，二氧化碳捕捉模块带有增压设备，二氧化碳捕捉模块将捕捉到的二氧化碳通过增压设备供给到制甲醇模块内。
15.上述一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，更进一步地，应急发电机组位于浮式平台甲板下方、生活楼下方。
16.核能作为一次清洁能源，但存在陆上应用的技术和法规方面的限制性；海上风电作为又一清洁能源，减少了对陆地资源的占用，但也存在向陆上输电距离长电能输送损耗大和发电负荷与输电负荷不匹配的问题；本发明开创性的提出了在海上，利用核能制氢制甲醇，高效利用核能转化为氢气及“能源载体
”‑
甲醇，并利用甲醇存储的便利性，为陆海空交通工具提供燃料供给，实现碳减排和碳中和。
17.本发明相较于陆上集中式制甲醇工厂，具有分布式和规模小的优点，不受陆上地形、功能划分、安全距离的因素限制。同时海上平台作为浮式结构物，具有高度的可复制性，利于标准化建造和生产管理，可以有效降低运营费用，节约管理成本。
附图说明
18.图1是本发明的结构示意图；
19.其中：1-核动力装置、2-发电模块、3-配电模块、4-电解制氢模块、5-二氧化碳捕捉模块、6-制甲醇模块、7-二氧化碳储舱、 8-甲醇储舱、9-隔离空舱、10-浮式平台、11-系泊装置、12-办公生活楼、13-应急发电机组。
具体实施方式
20.实施例1
21.结合附图对本发明作进一步说明。
22.如图1所示，一种基于核电的海上制氢制甲醇储舱平台，有漂浮在海面上的浮式平台10，浮式平台通过系泊装置11固定在预定作业位置。在浮式平台的甲板下方、浮式平台一端设置有核动力装置1，与核动力装置相邻处设置有隔离空舱9，隔离空舱将核动力装置与其他设备隔离。在浮式平台甲板下方还设置有发电模块2、配电模块3、甲醇储舱8、二氧化碳储舱7，发电模块和配电模块设置在甲板下方的舱室内，减少海洋盐水雾对电气系统的腐蚀影响。二氧化碳储舱和甲醇储舱并列设置在甲板下方，一方面可有效利用甲板下方空间，充分利用平台容积尽可能多的储存甲醇和二氧化碳，另一方面有利于浮式平台的平稳性。在浮式平台远离核动力装置的一端，在浮式平台甲板上方设置有办公生活楼12。
23.浮式平台甲板上方设置有海水淡化装置(图中未显示)、电解制氢模块4、二氧化碳捕捉模块5、制甲醇模块6，将上述各模块设置在甲板上方，符合海上作业平台通风等系列要求，有利于满足海上作业时安全。通过管路将海水淡化装置、电解制氢模块、制甲醇模块、甲醇储舱顺次连接，制甲醇模块伸出有支管路与二氧化碳捕捉模块连接，二氧化碳捕捉模块还与二氧化碳储舱相连通。
24.海水经由海水淡化装置处理后，形成的淡水进入电解制氢模块，电解制氢模块将水电解成氢气与氧气。海水淡化装置可使用蒸发式或反渗透式等模式单一或相结合的方式
生产淡水，将海水中的水和盐充分分离，盐水排出舷外，生产的淡水储存备用。电解制氢模块采用电解的方式把水分子分解为氢气和氧气(主要的原理如下：阴极：4h2o 4e-＝2h2 4oh-，阳极： 4oh
‑‑
4e-＝o2 2h2o，总反应式：4h2o＝2h2 o2)。其中，氢气可通过增设中间储罐临时储存备用，也可通过增压设备供给到制氨模块中直接作为原料，氧气可以释放到大气之中。
25.生成的氢气被送入制甲醇模块，在制甲醇模块内，氢气与二氧化碳相反应形成甲醇，二氧化碳是通过二氧化碳捕捉模块对空气中的二氧化碳进行捕捉，捕捉到的二氧化碳可以存储在二氧化碳储舱内，也可以通过增压器输送至制甲醇模块内(甲醇合成的原理：使用电能将甲醇合成炉加热，将氢气和二氧化碳通入甲醇合成炉中，在催化剂的作用下氢气和二氧化碳反应生成甲醇)。
26.本发明的这种海上制甲醇储舱平台，利用核能及风能产生电力，对各模块进行供电，保证海上制甲醇储舱平台进行作业。核动力装置与驱动蒸汽轮机(图中未显示)相连接，核动力装置将核能转化成内能，驱动蒸汽轮机将此内能转化为机械能，此机械能驱动发电模块转化成电能，发电模块与配电模块相连接，将产生的电能输送至各模块，保证海上制甲醇储舱平台的正常作业。配电模块通过管路还连接有应急发电机组，在应急状态下使用应急发电机组发电，应急发电机组设置在生活楼下方，方便在应急状态下人员快速到达操作启动。本发明的这种海上制氢制甲醇储舱平台通过核能对各模块输送电力。海上制氢制甲醇储舱平台采用电能作为作业驱动能源，电能来源为核动力装置，以及应对突发状态下的应急发电机组，通过核电制氢制甲醇，实现全生产过程的零碳排放。