【摘 要】
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高温气冷堆（high temperature gas-cooled reactor,HTGR）因其具有固有安全性和反应堆出口温度高的特点,在环境和能源领域拥有广阔的应用前景。HTGR不仅可以用于发电,还可以实现大规模制氢,而氢气可作为钢铁冶炼过程中的直接还原剂,有助于钢铁工业减少碳排放。该文提出了基于HTGR制氢的炼钢系统方案,包括反应堆、反应堆中间回路、制氢、发电和炼钢共5个子模块,并开展了多联
【基金项目】
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国家重点研发计划资助项目（2018YFB1900500）；
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高温气冷堆（high temperature gas-cooled reactor,HTGR）因其具有固有安全性和反应堆出口温度高的特点,在环境和能源领域拥有广阔的应用前景。HTGR不仅可以用于发电,还可以实现大规模制氢,而氢气可作为钢铁冶炼过程中的直接还原剂,有助于钢铁工业减少碳排放。该文提出了基于HTGR制氢的炼钢系统方案,包括反应堆、反应堆中间回路、制氢、发电和炼钢共5个子模块,并开展了多联产能源系统研究。其中,HTGR为制氢模块和发电模块提供热量,制氢模块产生的氢气作为还原剂和燃料进入竖炉（shaft furnace,SF）直接还原炼铁,制氢模块产生的氧气和发电模块产生的电供给电弧炉（electric arc furnace,EAF）炼钢。该文分析了碘硫循环效率、发电模块和制氢模块的功率比、直接还原铁（direct reduced iron,DRI）比例对系统产能的影响,以及系统的碳排放情况。结果表明:在发电模块与制氢模块功率比为1:1,EAF直接还原铁占比为90%,碘硫循环制氢效率为37.8%的情况下,系统产钢率为45.6 t/h,每t钢可向电网输出1381.5 kW·h电能,同时CO2的排放量仅为17.2 Nm~3。
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