[發明專利]制氫儲能系統壓縮能回收利用系統

在審

• 申請號: 201910942356.X
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110566806A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 楊志芳;劉亞青;崔磊;桂遠乾;賀徽;曹陽;洪瑋;徐則誠
• 申請（專利權）人: 長江勘測規劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F17C13/00;F04D25/06;F04D25/16;F01D15/10;C25B9/04;C25B1/04;H02J3/38
• 代理公司: 42104 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳家安

本發明提供了一種制氫儲能系統壓縮能回收利用系統，包括高壓儲氫/儲氧罐、高壓氣體輸送管道、低壓氫/氧輸入管道、低壓氫/氧輸出管道、多級減壓/加壓系統、發電電動機、傳動軸；多級減壓/加壓系統包括壓縮泵；高壓儲氫/儲氧罐與高壓氣體輸送管道相連通；高壓氣體管道上設置有多級減壓/加壓系統；高壓氣體管道設置有相連通的低壓氫/氧輸入管道和低壓氫/氧輸出管道；所述多級減壓/加壓系統位于高壓儲氫/儲氧罐與低壓氫/氧輸入管道之間；低壓氫/氧輸入管道比低壓氫/氧輸出管道更靠近高壓儲氫/儲氧罐；壓縮泵的通過傳動軸與發電電動機相連接。本發明實現壓縮能發電，提高制氫儲能系統能量利用效率。

技術領域

本發明涉及水利水電機電技術領域，具體涉及一種制氫儲能系統壓縮能回收利用系統。

背景技術

隨著技術的發展水電站內實現技術經濟性高的制氫儲能逐漸成為現實。

常規電解制氫生成的氫、氧氣體其存儲壓力在3MPa以內，向氫燃料電池的質子交換膜輸入的氫氣壓力在0.16MPa左右。而目前用于汽車工業的儲氫壓力約在35MPa～100Mpa。采用更高的壓力進行氫能的存儲，則更能減少存儲空間，但消耗的能量更高。

因此，在儲氫、儲氧過程中，一般設置壓縮泵對管道內氣體進行增壓，使得達到一定的存儲壓力，便于更小體積的運輸及存儲。上述增壓過程將消耗大量的電能。

在向氫燃料電池質子交換膜進行供氫供氧時，由于存儲壓力高于質子交換膜的輸入氣體壓力，一般在傳輸管道中設置減壓閥進行降壓，使得氣體壓力達到要求的輸入值。上述減壓過程的釋放了大量的壓縮能卻未能利用，造成了能量的浪費。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種制氫儲能系統壓縮能回收利用系統，實現氫氣的壓縮存儲和氫燃料電池的減壓釋放為一個正向/反向互逆的過程，通過收集利用上述系統的能量，實現壓縮能發電，提高制氫儲能系統能量利用效率。

本發明提供了一種制氫儲能系統壓縮能回收利用系統，其特征在于包括高壓儲氫/儲氧罐、高壓氣體輸送管道、低壓氫/氧輸入管道、低壓氫/氧輸出管道、多級減壓/加壓系統、發電電動機、傳動軸；多級減壓/加壓系統包括壓縮泵；高壓儲氫/儲氧罐與高壓氣體輸送管道相連通；高壓氣體管道上設置有多級減壓/加壓系統；高壓氣體管道設置有相連通的低壓氫/氧輸入管道和低壓氫/氧輸出管道；高壓儲氫/儲氧罐與低壓氫/氧輸入管道之間設置有壓縮泵；低壓氫/氧輸入管道和低壓氫/氧輸出管道可以相互替換使用；壓縮泵的通過傳動軸與發電電動機相連接；

高壓儲氫/儲氧罐通過高壓氣體輸送管道用于輸入或輸出高壓氫氣/氧氣；

當壓縮氣體時，低壓氫/氧輸入管道輸入的低壓氫/氧氣經多級減壓/加壓系統加壓后輸入高壓儲氫/儲氧罐；壓縮泵用于壓縮氣體，發電電動機作為電動機通過傳動軸帶動壓縮泵運轉；

當釋放氣體時，高壓儲氫/儲氧罐輸出的高壓氫/氧氣經多級減壓/加壓系統減壓后由低壓氫/氧輸出管道輸出；發電電動機作為發電機，高壓氫/氧氣向低壓氫/氧輸出管道流動時帶動壓縮泵轉動，通過傳動軸帶動發電電動機轉動，輸出電能。

上述技術方案中，所述低壓氫/氧輸入管道和壓縮泵包括若干個；壓縮泵設置于高壓儲氫/儲氧罐與低壓氫/氧輸入管道之間或相鄰兩個低壓氫/氧輸入管道之間。

上述技術方案中，還包括低壓氣體輸送管道；低壓氣體輸送管道設置于高壓氣體輸送管道尾端；低壓氣體輸送管道的輸入端與高壓氣體輸送管道的輸出端相連通；低壓氣體輸送管道輸出氫/氧氣至氫燃料電池系統用作原料。

上述技術方案中，低壓氣體輸送管道和高壓氣體輸送管道尾端之間設置有壓縮泵；壓縮泵的通過傳動軸與發電電動機相連接。

上述技術方案中，發電電動機的輸出端與交流電力用戶側電連接；向交流用戶供電。