本技術(shù)涉及余熱利用，特別是涉及一種制氫場(chǎng)站的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、氫能作為一種區(qū)域靈活性調(diào)節(jié)資源，具有長(zhǎng)周期跨季節(jié)儲(chǔ)能、雙向靈活調(diào)節(jié)等能力，在我國(guó)新能源豐富地區(qū)具有廣闊前景。目前風(fēng)電、光伏等可再生能源將迎來(lái)快速增長(zhǎng)，可再生能源將逐步替代傳統(tǒng)化石能源占據(jù)能源領(lǐng)域主導(dǎo)地位。隨著可再生能源配套的氫能一體化項(xiàng)目規(guī)模大，電解水制氫技術(shù)在大規(guī)模制氫中是最具潛力和最成熟的技術(shù)之一。其中堿性水電解制氫技術(shù)整體工藝成熟度高，現(xiàn)階段已進(jìn)入大規(guī)模招投標(biāo)落地階段。

2、制氫場(chǎng)站的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫裝置在儲(chǔ)存氫氣時(shí)，能產(chǎn)生大量的余熱，如果余熱不加以利用，會(huì)造成大量浪費(fèi)；而且在電解水制氫工藝中，電解裝置工作溫度是一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)，溫度過(guò)高不僅會(huì)使電解出的氣體所帶走的電解液量增加，同時(shí)也會(huì)加快設(shè)備的腐蝕，降低設(shè)備壽命，而溫度過(guò)低則會(huì)影響電解液的循環(huán)速度，電流大小也不易增大，導(dǎo)致產(chǎn)氣量降低，能耗增加，一般堿性電解裝置的溫度保持在85℃～90℃范圍內(nèi)，但是受地理位置和負(fù)荷情況影響，光伏和風(fēng)電在北方地區(qū)消納問(wèn)題突出，發(fā)電不穩(wěn)定，在北方冬季嚴(yán)寒環(huán)境下，溫度降低將會(huì)降低電解效率；尤其是在夜晚，光伏場(chǎng)站不發(fā)電，電解裝置停止工作，同時(shí)制氫設(shè)備存在計(jì)劃性停機(jī)或臨時(shí)停機(jī)等情況，停機(jī)后電解裝置溫度會(huì)逐漸下降，再啟動(dòng)時(shí)必須先進(jìn)行熱機(jī)使得電解裝置溫度達(dá)到允許范圍后才能開(kāi)始工作，熱機(jī)過(guò)程會(huì)造成額外電能消耗和時(shí)間的浪費(fèi)，所以如何將鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫裝置充氫時(shí)產(chǎn)生的余熱利用在電解水制氫裝置上是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型提供了一種固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)，能夠充分利用固態(tài)儲(chǔ)氫充氫裝置充氫過(guò)程所產(chǎn)生的余熱，而且還能維持其堿性水電解制氫裝置待機(jī)狀態(tài)下的電解液溫度，使堿性水電解制氫裝置熱機(jī)啟動(dòng)更快。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

3、一種制氫場(chǎng)站的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)，包括鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫充氫裝置、電加熱器、第一循環(huán)泵、堿性水電解制氫裝置、第二循環(huán)泵和換熱器；

4、上述固態(tài)儲(chǔ)氫充氫裝置的換熱介質(zhì)出口與上述電加熱器的第一進(jìn)口連通，上述電加熱器的第一出口與上述換熱器的換熱介質(zhì)進(jìn)口連通，上述換熱器的換熱介質(zhì)出口與上述第一循環(huán)泵的換熱介質(zhì)出口連通，上述第一循環(huán)泵的換熱介質(zhì)出口與上述電加熱器的第二進(jìn)口連通，上述電加熱器的第二出口與上述固態(tài)儲(chǔ)氫充氫裝置的換熱介質(zhì)進(jìn)口連通；

5、上述堿性水電解制氫裝置的堿液出口與上述第二循環(huán)泵的進(jìn)液口連通，上述第二循環(huán)泵的出液口與上述換熱器的進(jìn)液口連通，上述換熱器的出液口與上述堿性水電解制氫裝置的堿液進(jìn)口連通。

6、優(yōu)選地，上述電加熱器的第二出口與上述換熱器的換熱介質(zhì)進(jìn)口之間連通有第一管，上述第一管上設(shè)置有第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，上述電加熱器的第二進(jìn)口與上述換熱器的換熱介質(zhì)出口之間連通有第二管，上述第二管上設(shè)置有第一溫度傳感器，上述第一循環(huán)泵設(shè)于上述第二管上。

7、優(yōu)選地，上述換熱器的出液口與上述堿性水電解制氫裝置的堿液進(jìn)口之間連通有第三管，上述第三管上置有第一溫度傳感器。

8、優(yōu)選地，上述堿性水電解制氫裝置的堿液出口和上述換熱器的進(jìn)液口之間連通有第四管，上述第四管上設(shè)置有第一流量計(jì)和第一控制閥，上述第二循環(huán)泵設(shè)置在第四管上。

9、優(yōu)選地，還包括空氣換熱器，上述第一管上連通有第五管，上述第五管與上述空氣換熱器的換熱介質(zhì)進(jìn)口連通，上述空氣換熱器的換熱介質(zhì)出口與上述第二管連通有第六管，且上述第六管與上述第二管的連通處位于上述第一循環(huán)泵的進(jìn)液口處；上述空氣換熱器的進(jìn)氣口和出氣口分別連通有進(jìn)風(fēng)管和出風(fēng)管。

10、優(yōu)選地，上述第五管上設(shè)置有第三電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，上述進(jìn)風(fēng)管上設(shè)置有第四電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

11、優(yōu)選地，上述第一管上設(shè)置有總控制閥，上述總控制閥設(shè)于上述電加熱器的第二出口處，上述第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)于上述換熱器的換熱介質(zhì)進(jìn)口處，上述第五管與上述第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和上述總控制閥之間的上述第一管連通。

12、相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果在于：

13、既利用了鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫充氫裝置在充氫過(guò)程中產(chǎn)生的余熱，避免熱量的損失，而且?guī)ё叩挠酂峥捎糜谕ㄟ^(guò)換熱器給予電解液加熱，使其一直處于熱待機(jī)狀態(tài)，加快堿性水電解制氫裝置的啟動(dòng)速率和避免浪費(fèi)額外的電能去加熱電解液至工作溫度。

技術(shù)特征：

1.一種制氫場(chǎng)站的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，包括鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫充氫裝置、電加熱器、第一循環(huán)泵、堿性水電解制氫裝置、第二循環(huán)泵和換熱器；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述電加熱器的第二出口與所述換熱器的換熱介質(zhì)進(jìn)口之間連通有第一管，所述第一管上設(shè)置有第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所述電加熱器的第二進(jìn)口與所述換熱器的換熱介質(zhì)出口之間連通有第二管，所述第二管上設(shè)置有第一溫度傳感器，所述第一循環(huán)泵設(shè)于所述第二管上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器的出液口與所述堿性水電解制氫裝置的堿液進(jìn)口之間連通有第三管，所述第三管上置有第一溫度傳感器。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述堿性水電解制氫裝置的堿液出口和所述換熱器的進(jìn)液口之間連通有第四管，所述第四管上設(shè)置有第一流量計(jì)和第一控制閥，所述第二循環(huán)泵設(shè)置在第四管上。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，還包括空氣換熱器，所述第一管上連通有第五管，所述第五管與所述空氣換熱器的換熱介質(zhì)進(jìn)口連通，所述空氣換熱器的換熱介質(zhì)出口與所述第二管連通有第六管，且所述第六管與所述第二管的連通處位于所述第一循環(huán)泵的進(jìn)液口處；所述空氣換熱器的進(jìn)氣口和出氣口分別連通有進(jìn)風(fēng)管和出風(fēng)管。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第五管上設(shè)置有第三電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所述進(jìn)風(fēng)管上設(shè)置有第四電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第一管上設(shè)置有總控制閥，所述總控制閥設(shè)于所述電加熱器的第二出口處，所述第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)于所述換熱器的換熱介質(zhì)進(jìn)口處，所述第五管與所述第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和所述總控制閥之間的所述第一管連通。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種制氫場(chǎng)站的固態(tài)儲(chǔ)氫充氫余熱利用系統(tǒng)，包括鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫充氫裝置、電加熱器、第一循環(huán)泵、堿性水電解制氫裝置、第二循環(huán)泵和換熱器；鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫充氫裝置、電加熱器、第一循環(huán)泵、堿性水電解制氫裝置、第二循環(huán)泵和換熱器形成第一供熱回路；堿性水電解制氫裝置、第二循環(huán)泵和換熱器形成換熱回路。本系統(tǒng)能夠充分利用固態(tài)儲(chǔ)氫充氫裝置充氫過(guò)程所產(chǎn)生的余熱，還能維持堿性水電解制氫裝置熱待機(jī)狀態(tài)，保證其快速啟動(dòng)工作，降低能耗。

技術(shù)研發(fā)人員：單宏勝,郝功濤,宮平,史春來(lái),郝新朝,李紅超,王健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)華電集團(tuán)有限公司青海分公司
技術(shù)研發(fā)日：20240521
技術(shù)公布日：2024/12/30