[發明專利]金屬氫化物氫能做功系統

在審

• 申請號: 202010075370.7
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111197507A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 賈鵬
• 申請（專利權）人: 上?？聛砥帜茉纯萍加邢薰?/a>
• 主分類號: F01K25/08
• 分類號: F01K25/08;F01K27/00;C01B3/00
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種金屬氫化物氫能做功系統，包括保護罩以及設置在保護罩內的B1金屬儲氫材料反應床、B2金屬儲氫材料反應床、換熱器、水冷卻器、氫氣膨脹機和液氫高壓泵。B1金屬儲氫材料反應床和B2金屬儲氫材料反應床通過水冷卻器的殼程與氫氣膨脹機連接，再經和換熱器的管程返回B1金屬儲氫材料反應床和B2金屬儲氫材料反應床。本發明利用金屬氫化物的吸氫/放氫特性，驅動膨脹機做功。

技術領域

本發明屬于能量綜合利用技術領域，涉及一種金屬氫化物氫能做功系統。

背景技術

能源短缺、環境污染、全球氣候變化，使開發清潔、高效、安全和可持續發展的能源迫在眉睫，其中氫能正在受到越來越多國家的重視。進入二十一世紀，發動機工業得到了迅速地發展，然而目前汽油機和柴油機依然是發動機的主要選擇。汽油和柴油都是不可再生資源，為了減緩石油資源的匱乏所帶來的一系列負面影響，以及減少大氣污染和發動機尾氣排放，需要尋找發動機的代用燃料，而氫能源是目前最理想的清潔燃料。隨著世界各國環境保護的措施越來越嚴格，氫能源發動機由于其節能、低排放等特點成為發動機研究與開發的一個重點，并已經開始商業化。傳統的氫能利用大多通過直接燃燒氣態氫氣獲得熱能及動能，但氣態的氫氣不易存儲和運輸，燃燒所得氫能直接用在動力系統上會產生爆震、不穩定等一系列影響安全使用的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種金屬氫化物氫能做功系統，以氫氣為循環工質，利用金屬儲氫材料吸氫放熱和放氫吸熱的特性，通過膨脹機做功，驅動做功設備工作或帶動發電設備發電，充分利用大自然能量及工業余熱，有利于節能減排和創造經濟效益。

本申請實施例提供了一種金屬氫化物氫能做功系統，包括保護罩，以及設置在所述保護罩內的B1金屬儲氫材料反應床、B2金屬儲氫材料反應床、換熱器、水冷卻器、氫氣膨脹機和液氫高壓泵。

所述B1金屬儲氫材料反應床的第一放氫出口和B2金屬儲氫材料反應床的第二放氫出口分別與所述液氫高壓泵的入口連接，所述液氫高壓泵的出口與所述換熱器的殼程入口連接，所述換熱器的殼程出口分別與所述B1金屬儲氫材料反應床的第一吸氫進口和B2金屬儲氫材料反應床的第二吸氫進口連接。

所述B1金屬儲氫材料反應床的第一換熱出口和B2金屬儲氫材料反應床的第二換熱出口分別與所述水冷卻器的殼程入口連接，所述水冷卻器的殼程出口與所述氫氣膨脹機的入口連接，所述氫氣膨脹機的出口與所述換熱器的管程入口連接，所述換熱器的管程出口與所述B1金屬儲氫材料反應床的第一液化進口和B2金屬儲氫材料反應床的第二液化進口連接。

所述水冷卻器內設置有氮氣換熱盤管和水換熱盤管，所述氮氣換熱盤管的管程入口和管程出口均設置在所述保護罩內，所述水換熱盤管的管程入口和管程出口均設置在所述保護罩外。

所述B1金屬儲氫材料反應床和B2金屬儲氫材料反應床均設有內循環旁路，內循環旁路上設有氫氣內循環泵，在金屬儲氫材料反應床進行吸氫和放氫操作時，實現了氫介質在B1金屬儲氫材料反應床和B2金屬儲氫材料反應床內部的循環往復，從而穩定操作工況。

進一步的，所述水冷卻器內僅設置有水換熱盤管，所述水換熱盤管的管程入口和管程出口均設置在所述保護罩外；所述氫氣內循環泵的進口通過三通閥與保護罩內氫氣進口連接，所述氫氣內循環泵的出口通過三通閥與保護罩內氫氣出口；所述氫氣膨脹機設置在所述保護罩外。

進一步的，所述水冷卻器內僅設置有水換熱盤管，所述水換熱盤管的管程入口和管程出口均設置在所述保護罩外；所述氫氣內循環泵與氦氣換熱器串聯后設置在所述B1金屬儲氫材料反應床和B2金屬儲氫材料反應床的內循環旁路上；所述氦氣換熱器中氦氣換熱盤管的管程入口和管程出口均設置在所述保護罩內；所述氫氣膨脹機設置在所述保護罩外；所述保護罩上還設置有制冷機。

進一步的，所述系統還包括發電機；所述氫氣膨脹機與發電機同軸連接，所述發電機電路連接到外部電網和/或蓄電池；所述氫氣膨脹機包括但不限于葉輪旋轉式和活塞式的做功機械。