[實用新型]一種基于能源梯級利用的供熱蒸汽驅動液氫制備系統

有效

• 申請號: 202020766293.5
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN212027887U
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王惠挺;厲勁風;秦剛華;劉玉濤;孫士恩;繆文峰;邱利民;張志宇;王峰;王西明;林俊光;呂敏;盧涵;李想;許好好;俞李斌
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F01D17/14;F01K13/00;F01K25/08;C01B3/50;F25D3/10;F25J3/02;F25J5/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本實用新型涉及基于能源梯級利用的供熱蒸汽驅動液氫制備系統，包括電廠供熱中壓蒸汽、電廠供熱低壓蒸汽、氫氣提純用蒸汽輪機、氫氣提純用壓縮機、氫氣提純設備、氫氣液化用蒸汽輪機、氫氣液化用壓縮機、冷箱、液氫罐、減溫減壓系統和液氮罐；電廠供熱中壓蒸汽與電廠供熱低壓蒸汽之間連接有減溫減壓系統；氫氣提純用蒸汽輪機和氫氣液化用蒸汽輪機的進氣端連接電廠供熱中壓蒸汽，氫氣提純用蒸汽輪機和氫氣液化用蒸汽輪機的出氣端連接電廠供熱低壓蒸汽。本實用新型的有益效果是：本實用新型通過蒸汽輪機驅動氫氣壓縮機的方式，實現了電廠供熱的高效階梯利用，提升了能源綜合利用效率，降低了液氫制備系統的運行成本。

技術領域

本實用新型涉及液氫制備系統，具體涉及一種基于能源梯級利用的供熱蒸汽驅動液氫制備系統。

背景技術

響應國家對綜合能源供應的號召，依托“電廠+”優勢，目前國內大部分燃煤機組都對外供熱，并且呈現明顯增長趨勢。蒸汽供熱主要應用在化工園區。

目前，為滿足低壓蒸汽用戶需求，國內供熱機組普遍采用減溫減壓系統，減溫減壓系統能夠對熱源(電站鍋爐或熱電廠等處)輸送來的一次蒸汽進行減溫減壓，輸出的二次蒸汽壓力、溫度達到生產工藝的要求。然而采用減溫減壓系統的方式，蒸汽能量沒有實現梯級利用，“高品位”熱能轉變為“低品位”熱能過程中造成了的浪費，屬“粗放型”生產方式。

氫氣液化系統一般采用電驅動，中大型氫氣液化系統一般都是基于克勞德制冷循環的改進型，克勞德制冷循環中氫氣壓縮機為主要耗能設備。降低氫氣壓縮機能耗成本，對提升氫氣液化系統的整體經濟性具有顯著意義。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術中的不足，提供一種基于能源梯級利用的供熱蒸汽驅動液氫制備系統。

這種基于能源梯級利用的供熱蒸汽驅動液氫制備系統，包括電廠供熱中壓蒸汽、電廠供熱低壓蒸汽、氫氣提純用蒸汽輪機、氫氣提純用壓縮機、氫氣提純設備、氫氣液化用蒸汽輪機、氫氣液化用壓縮機、冷箱、液氫罐、減溫減壓系統和液氮罐；電廠供熱中壓蒸汽與電廠供熱低壓蒸汽之間連接有減溫減壓系統；氫氣提純用蒸汽輪機和氫氣液化用蒸汽輪機的進氣端連接電廠供熱中壓蒸汽，氫氣提純用蒸汽輪機和氫氣液化用蒸汽輪機的出氣端連接電廠供熱低壓蒸汽；氫氣提純用蒸汽輪機和氫氣提純用壓縮機之間機械連接；氫氣液化用蒸汽輪機和氫氣液化用壓縮機之間機械連接；氫氣提純用壓縮機與氫氣提純設備連接；氫氣提純設備和氫氣液化用壓縮機均連接至冷箱。

作為優選：冷箱包括氫氣液化部分和氫氣制冷循環部分，氫氣液化部分主要由吸附器-正仲氫轉換模塊和不同溫區換熱器組成，氫氣制冷循環部分主要由不同溫區換熱器和透平膨脹機組組成。

作為優選：氫氣提純設備連接至冷箱的氫氣液化部分，氫氣液化部分連接液氫罐。

作為優選：冷箱中的不同溫區換熱器連接液氮罐。

作為優選：氫氣液化用壓縮機連接至冷箱的氫氣制冷循環部分。

作為優選：氫氣提純用蒸汽輪機的蒸汽入口處設有第一蒸汽流量控制閥，氫氣液化用蒸汽輪機的蒸汽入口處設有第二蒸汽流量控制閥，減溫減壓系統的蒸汽入口處設有第三蒸汽流量控制閥。

作為優選：氫氣提純用蒸汽輪機和氫氣液化用蒸汽輪機采用背壓式汽輪機。

作為優選：氫氣液化用壓縮機采用活塞式壓縮機或螺桿式壓縮機。

本實用新型的有益效果是：本實用新型通過蒸汽輪機驅動氫氣壓縮機的方式，實現了電廠供熱的高效階梯利用，提升了能源綜合利用效率，降低了液氫制備系統的運行成本。

附圖說明

圖1為基于能源梯級利用的供熱蒸汽驅動液氫制備系統的流程示意圖。