[發明專利]一種余熱回收耦合太陽能水氫循環的船舶動力系統

在審

• 申請號: 202010519449.4
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111532413A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 王哲;韓鳳翚;紀玉龍
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: B63H21/17
• 分類號: B63H21/17;C25B1/04;C25B9/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 王思宇;李洪福

1.一種余熱回收耦合太陽能水氫循環的船舶動力系統，其特征在于，包括太陽能海水制氫系統、廢熱回收蒸汽發電與富氧燃燒支路系統以及船舶電力儲備及動力系統；

用于制氫的所述太陽能海水制氫系統，包括太陽能光伏發電裝置(101)、電解水反應器(102)、太陽能集熱器(103)、熱分解水反應器(104)、儲氫側冷凝器(105)、儲氧側冷凝器(106)、儲氫罐(107)和儲氧罐(108)；所述太陽能光伏發電裝置(101)用于接收太陽光照射產生電力為所述電解水反應器(102)供電，所述電解水反應器(102)產生的氫氣通入所述儲氫罐(107)進行儲存，氧氣通入所述儲氧罐(108)進行儲存；所述太陽能集熱器(103)用于將收集太陽光的熱量供給至所述熱分解水反應器(104)，所述熱分解水反應器(104)分解出的高溫氫氣經過所述儲氫側冷凝器(105)降溫后通入所述儲氫罐(107)進行儲存，高溫氧氣經過所述儲氧側冷凝器(106)降溫后通入所述儲氧罐(108)進行儲存；

所述廢熱回收蒸汽發電與富氧燃燒支路系統包括風機(203)、輔機鍋爐(204)、船舶主機(205)、廢熱回收網絡(206)、蒸汽發生器(207)、蒸汽輪機(208)和發電機(210)；所述儲氧罐(108)內的氧氣與所述風機(203)引入的空氣混合后形成富氧空氣，富氧空氣通過管路分別通入所述船舶主機(205)以及所述輔機鍋爐(204)同燃料進行燃燒，燃燒產生的廢氣的熱量通過所述廢熱回收網絡(206)供給至所述蒸汽發生器(207)；所述蒸汽發生器(207)用于接收所述熱分解水反應器(104)產生的廢氣，并通過所述廢熱回收網絡(206)提供的熱量進一步加熱蒸汽后，形成高溫高壓蒸汽通入所述蒸汽輪機(208)，通過所述蒸汽輪機(208)做功推動所述發電機(210)進行發電；

所述船舶電力儲備及動力系統包括依次連通的蓄電池(301)、氫燃料電池(302)和電動機(303)；所述蓄電池(301)用于接收所述發電機(210)和所述氫燃料電池(302)所發出的電力以及所述太陽能光伏發電裝置(101)產生的多余電力；所述氫燃料電池(302)用于利用所述儲氫罐(107)提供的氫氣和空氣或者所述儲氧罐(108)提供的氧氣產生電力；所述電動機(303)用于接收所述蓄電池(301)和所述氫燃料電池(302)供給的電力，并與所述船舶主機(205)一起供應船舶航行動力。

2.根據權利要求1所述的余熱回收耦合太陽能水氫循環的船舶動力系統，其特征在于，所述廢熱回收換熱網絡(206)包括至少3個換熱器，通過利用海水分別回收所述熱分解反應器(104)、所述船舶主機(205)以及所述輔機鍋爐(204)內的廢熱，通入所述蒸汽發生器(207)。

3.根據權利要求1所述的余熱回收耦合太陽能水氫循環的船舶動力系統，其特征在于，所述廢熱回收網絡(206)包括回收器Ⅰ、回收器Ⅱ和回收器Ⅲ；所述輔機鍋爐(204)燃燒產生的廢氣與所述回收器Ⅰ內的海水進行換熱后與所述回收器Ⅱ內接收到的所述船舶主機(205)燃燒產生的廢氣繼續換熱，最終形成高溫蒸汽通入所述蒸汽發生器(207)；所述熱分解水反應器(104)產生的廢氣經過所述回收器Ⅲ回收熱量傳遞給海水，海水被加熱成為蒸汽后通入所述蒸汽發生器(207)。

4.根據權利要求1所述的余熱回收耦合太陽能水氫循環的船舶動力系統，其特征在于，所述電解水反應器(102)能夠從所述太陽能光伏發電裝置(101)以及所述蓄電池(301)接收電力。

5.根據權利要求1所述的余熱回收耦合太陽能水氫循環的船舶動力系統，其特征在于，所述蓄電池(301)用于為所述電動機(303)、所述電解水反應器(102)和所述蒸汽發生器(207)供電。

6.根據權利要求1所述的余熱回收耦合太陽能水氫循環的船舶動力系統，其特征在于，所述廢熱回收蒸汽發電與富氧燃燒支路系統還包括蒸汽冷凝器(209)，高溫高壓蒸汽通入所述蒸汽輪機(208)做功后通入所述蒸汽冷凝器(209)降溫后排入海水中。