[發(fā)明專利]金屬氫化物循環(huán)做功系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911237300.0
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN111058914A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 上?？聛砥帜茉纯萍加邢薰?/a>
• 主分類號: F01K25/08
• 分類號: F01K25/08;F01K7/02;F01K13/00;F01K17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種金屬氫化物循環(huán)做功系統(tǒng)，其特征是：所述系統(tǒng)包括B1金屬儲氫材料反應床（1）、B2金屬儲氫材料反應床（2）、空氣換熱器（14）、氫氣膨脹機（18）、液氫高壓泵（19）和換熱器（33）；

所述B1金屬儲氫材料反應床（1）的第一放氫出口（21）與所述液氫高壓泵（19）的入口連接，所述液氫高壓泵（19）的出口與所述換熱器（33）的殼程入口連接，所述換熱器（33）的殼程出口與所述B1金屬儲氫材料反應床（1）的第一吸氫進口（22）連接；

所述B2金屬儲氫材料反應床（2）的第二放氫出口（21’）也與所述液氫高壓泵（19）的入口連接，所述液氫高壓泵（19）的出口與所述換熱器（33）的殼程入口連接，所述換熱器（33）的殼程出口與所述B2金屬儲氫材料反應床（2）的第二吸氫進口（22’）連接；

所述B1金屬儲氫材料反應床（1）的第一換熱出口（23）與所述空氣換熱器（14）的殼程入口連接，所述空氣換熱器（14）的殼程出口與所述氫氣膨脹機（18）的入口連接，所述氫氣膨脹機（18）的出口與所述換熱器（33）的管程入口連接，所述換熱器（33）的管程出口與所述B1金屬儲氫材料反應床（1）的第一液化進口（32）連接；

所述B2金屬儲氫材料反應床（2）的第二換熱出口（23’）也與所述空氣換熱器（14）的殼程入口連接，所述空氣換熱器（14）的殼程出口與所述氫氣膨脹機（18）的入口連接，所述氫氣膨脹機（18）的出口與所述換熱器（33）的管程入口連接，所述換熱器（33）的管程出口與所述B2金屬儲氫材料反應床（2）的第二液化進口（32’）連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氫化物循環(huán)做功系統(tǒng)，其特征是：所述系統(tǒng)還包括發(fā)電機（17）；所述氫氣膨脹機（18）與發(fā)電機（17）同軸連接，所述發(fā)電機（17）電路連接到外部電網(wǎng)和/或蓄電池；所述氫氣膨脹機（18）包括但不限于葉輪旋轉(zhuǎn)式和活塞式的做功機械。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氫化物循環(huán)做功系統(tǒng)，其特征是：所述B1金屬儲氫材料反應床（1）和B2金屬儲氫材料反應床（2）內(nèi)的換熱都采用氫氣直接進入金屬儲氫材料反應床進行換熱的模式；當在B2金屬儲氫材料反應床（2）狀態(tài)點β2吸氫放熱時，進入B2金屬儲氫材料反應床（2）的低于B2金屬儲氫材料反應床（2）狀態(tài)點β2溫度的氫氣一部分被吸入B2金屬儲氫材料反應床（2）內(nèi)的金屬氫化物，剩余部分的氫氣溫度提高并攜帶熱量流出B2金屬儲氫材料反應床（2）進入空氣換熱器（14），金屬氫化物嚴格限制在B2金屬儲氫材料反應床（2）內(nèi)的格柵里，不允許任何金屬氫化物顆粒溢出到格柵之外；對于B1金屬儲氫材料反應床（1）的狀態(tài)點β1來講是放氫吸熱過程，只允許氫氣攜帶熱量進出B1金屬儲氫材料反應床（1），金屬氫化物嚴格限制在B1金屬儲氫材料反應床（1）內(nèi)的格柵里，只允許液氫和少量的氣態(tài)氫氣流出B1金屬儲氫材料反應床（1）；如果進行切換后， B1金屬儲氫材料反應床（1）的狀態(tài)點變?yōu)棣?，B2金屬儲氫材料反應床（2）的狀態(tài)點變?yōu)棣?，如此循環(huán)往復；

B1金屬儲氫材料反應床（1）和B2金屬儲氫材料反應床（2）在低溫低壓放氫吸熱時用于對從氫氣進口進入的氫氣進行冷卻液化和金屬儲氫材料放出的氫氣進行冷卻液化；B1金屬儲氫材料反應床（1）和B2金屬儲氫材料反應床（2）在高溫高壓吸氫放熱時用于對從換熱進口進入其中的一部分氫氣進行進一步的升溫處理，另一部分進行吸氫進入金屬儲氫材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氫化物循環(huán)做功系統(tǒng)，其特征是：所述B1金屬儲氫材料反應床（1）和B2金屬儲氫材料反應床（2）內(nèi)裝填的金屬氫化物相同，裝填量允許相同也允許不同，通過閥門切換實現(xiàn)兩者交替進行吸/放氫操作，其切換頻率可以根據(jù)工藝條件進行調(diào)整；單個金屬儲氫材料反應床裝填金屬氫化物的量允許存在冗余，這樣可以保證每次吸放氫速率滿足快速高低壓切換的需求，其冗余當量倍數(shù)根據(jù)工藝條件可以進行調(diào)整；1倍冗余當量是指金屬儲氫材料在整個一個完整工序循環(huán)內(nèi)單次吸氫飽和時的所需最少金屬儲氫材料的量。