[發(fā)明專利]一種水電站施工支洞儲氫系統(tǒng)及儲氫方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910944324.3
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110566807A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玲;桂紹波;陳銳;鄭濤平;金德山;彭志遠(yuǎn);陳笙
• 申請（專利權(quán)）人: 長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司
• 主分類號: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F17C13/04;C25B1/04
• 代理公司: 42104 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳家安;劉琳

本發(fā)明公開了一種水電站施工支洞儲氫系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括水電站的施工支洞，施工支洞設(shè)置于山體地表線以下，包括氫氣傳輸系統(tǒng)、置換吹掃系統(tǒng)和防火防爆系統(tǒng)：氫氣傳輸系統(tǒng)用于存儲制氫系統(tǒng)輸送的氫氣并將存儲的氫氣通過管路系統(tǒng)傳輸至氫氣燃料電池；隔離檢修系統(tǒng)用于為氫氣傳輸系統(tǒng)進(jìn)行氮?dú)庵脫Q和/或充水置換；防火防爆系統(tǒng)設(shè)置于施工支洞內(nèi)壁四周，用于為施工支洞儲氫系統(tǒng)提供防火防爆設(shè)施。本發(fā)明利用水電站施工支洞儲氫，隔離性好，既節(jié)省了成本又有效利用了空間；可直接應(yīng)用于地下水電站，對氫氣能源在水電站中的開發(fā)利用和推廣具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利水電機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種水電站施工支洞儲氫系統(tǒng)及儲氫方法。

背景技術(shù)

我國水資源豐富，水電建設(shè)取得了舉世矚目的成就，其經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著，但也存在著一些不容忽視的問題。如部分水電站送電區(qū)域用電負(fù)荷與自然徑流不協(xié)調(diào)，電站汛期棄水現(xiàn)象嚴(yán)重，據(jù)不完全估算，到2020年，四川棄水電量將達(dá)350億千瓦時(shí)，四川水電面臨巨大的消納壓力。

近年來水電解制氫技術(shù)的研究在世界范圍內(nèi)受到越來越高的重視和支持。因此利用水電站電解制氫，可有效解決電力過剩時(shí)水電消納難題，同時(shí)可提高水資源利用率、減小水電站汛期棄水。目前，氫氣存儲成本大，防火防爆要求高，且水電站產(chǎn)氫量大，水電站儲氫技術(shù)將成為一個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足之處，而提出了一種水電站施工支洞儲氫系統(tǒng)及儲氫方法，即利用施工期的臨時(shí)施工支洞，作為水電站氫氣的存儲并檢驗(yàn)站，隔離性好，既節(jié)省了成本又有效利用了空間，為氫氣能源在水電站中推廣應(yīng)用具有重要意義。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種水電站施工支洞儲氫系統(tǒng)，包括水電站的施工支洞，其特殊之處在于，所述施工支洞設(shè)置于山體地表線以下，包括氫氣傳輸系統(tǒng)、置換吹掃系統(tǒng)和防火防爆系統(tǒng)：

所述氫氣傳輸系統(tǒng)用于存儲制氫系統(tǒng)輸送的氫氣并將存儲的氫氣通過管路系統(tǒng)傳輸至氫氣燃料電池；

所述隔離檢修系統(tǒng)用于為氫氣傳輸系統(tǒng)進(jìn)行氮?dú)庵脫Q和/或充水置換；

所述防火防爆系統(tǒng)設(shè)置于施工支洞內(nèi)壁四周，用于為施工支洞儲氫系統(tǒng)提供防火防爆設(shè)施。

進(jìn)一步地，所述氫氣傳輸系統(tǒng)包括若干個(gè)貯氫罐，每一個(gè)貯氫罐設(shè)置有一個(gè)與制氫系統(tǒng)連通的閥門和一個(gè)與氫氣燃料電池連通的閥門。

更進(jìn)一步地，所述置換吹掃系統(tǒng)包括數(shù)量與貯氫罐相同的氫氣集裝格和一個(gè)氮?dú)饧b格，氫氣集裝格的輸入端與貯氫罐連接、輸出端與氫氣燃料電池連接。

更進(jìn)一步地，所述置換吹掃系統(tǒng)包括數(shù)量與貯氫罐相同的氫氣集裝格和一個(gè)氮?dú)饧b格，氫氣集裝格的輸出端與氫氣燃料電池連接，所述氮?dú)饧b格與貯氫罐之間設(shè)置有置換管路，置換管路上設(shè)置有氮?dú)廨斔凸苈房傞y門和貯氫罐連通的氮?dú)廨斔头珠y門。

更進(jìn)一步地，所述施工支洞的底坡平順，洞室圍巖穩(wěn)定。

更進(jìn)一步地，每一個(gè)所述貯氫罐的底部設(shè)置有排污口，排污口通過排污管收集施工支洞的污水。

更進(jìn)一步地，所述氫氣集裝格通過專用框架固定，采用集氣管將若干支高壓氫氣鋼瓶接口并聯(lián)組合。

更進(jìn)一步地，所述防火墻為不燃燒實(shí)體墻，高度不小于2.5m。

本發(fā)明還提出一種基于上述水電站施工支洞儲氫系統(tǒng)的儲氫方法，其特殊之處在于，包括傳輸氫氣步驟和置換吹掃步驟，

傳輸氫氣：氫氣傳輸系統(tǒng)將從制氫系統(tǒng)接收的氫氣輸送至氫氣燃料電池；