本发明公开了一种核电厂电解制氢综合利用系统，涉及制氢乏热利用技术领域，包括：电解水制氢系统和乏热回收系统，其特征在于，所述电解水制氢系统需要的电力由核岛/锅炉经过第一压缩机处理提供，所述乏热回收系统包括：冷却水泵、第二压缩机、蒸发器和节流装置，所述电解水制氢系统在制氢过程中，在闭式循环冷却水中对电解水制氢系统进行冷却，以维持电解水制氢系统的工作温度。本发明通过核电厂电解制氢综合利用系统，将电解水产生的低品位乏热转换成较高品位的热量，可作为低温多效蒸馏装置的热源进行海水淡化，给水加热，从而提高社会整体的能源利用率与经济性，减少热污染，同时降低了热源成本。