[發明專利]采用外循環蒸發冷卻全浸式的水電解制氫系統及使用方法

在審

• 申請號: 202111134307.7
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113737209A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 謝方祥;梁波;劉亞青;諶睿
• 申請（專利權）人: 長江勘測規劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: C25B9/00
• 分類號: C25B9/00;C25B9/67;C25B1/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

1.采用外循環蒸發冷卻全浸式的水電解制氫系統，其特征在于：包括水密封容器(1)、位于水密封容器(1)內的水電解制氫系統(2)、與水密封容器(1)連接的蒸發冷卻系統(3)和與水密封容器(1)連接的補水系統(4)，所述水密封容器(1)內的冷卻水浸沒水電解制氫系統(2)；

所述蒸發冷卻系統(3)包括蒸發冷卻器(31)、冷卻水出口(32)和冷卻水入口(33)，所述冷卻水出口(32)與水密封容器(1)連接，所述冷卻水入口(33)通過冷卻循環泵(331)；

所述補水系統(4)包括補水箱(41)和第一補水管(42)，所述第一補水管(42)一端與補水箱(41)連接，另一端與水密封容器(1)連接。

2.根據權利要求1所述的采用外循環蒸發冷卻全浸式的水電解制氫系統，其特征在于：所述蒸發冷卻器(31)內有冷凝室(311),所述冷凝室(311)內部兩側設置有冷凝排管(312)，所述冷凝排管(312)底部有集水盤(313)，所述集水盤(313)兩端均與循環水管(314)連接，所述循環水管(314)沿冷凝室(311)外壁布置，位于蒸發冷卻器(31)頂部的循環水管(314)與冷凝室(311)頂部連通，所述循環水管(314)與循環水泵(315)連接。

3.根據權利要求2所述的采用外循環蒸發冷卻全浸式的水電解制氫系統，其特征在于：所述蒸發冷卻器(31)頂部設置有軸流風機(34)，所述軸流風機(34)的進風口位于蒸發冷卻器(31)兩側，所述循環水管(314)位于軸流風機(34)下方。

4.根據權利要求3所述的采用外循環蒸發冷卻全浸式的水電解制氫系統，其特征在于：所述冷凝排管(312)向集水盤(313)傾斜布置。

5.根據權利要求4所述的采用外循環蒸發冷卻全浸式的水電解制氫系統，其特征在于：所述補水系統(4)還包括第二補水管(43)，所述第二補水管(43)一端與補水箱(41)連接，另一端與循環水管(314)連接。

6.根據權利要求5所述的采用外循環蒸發冷卻全浸式的水電解制氫系統，其特征在于：所述水電解制氫系統(2)為垂直陣列結構，水電解制氫系統(2)與被冷卻水浸沒的儲氣罐(11)連接。

7.根據權利要求6所述的采用外循環蒸發冷卻全浸式的水電解制氫系統，其特征在于：所述水密封容器(1)頂部有泄漏收集貯氣間(12)。

8.根據權利要求7所述的采用外循環蒸發冷卻全浸式的水電解制氫系統，其特征在于：所述第一補水管(42)上設置有補水泵(421)。

9.根據權利要求1-8中任一權利要求所述采用外循環蒸發冷卻全浸式的水電解制氫系統的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：打開第一補水管(42)上的補水泵(421)，從補水箱(41)往水密封容器(1)內注水，完全淹沒水電解制氫系統(2)，至設定的水位值時停止注水；

步驟2：蒸發冷卻器(31)通過連通的補水箱(41)重力補水；

步驟3：關閉補水泵(421)，開啟冷卻循環泵(331)，水電解制氫系統(2)開始工作；如存在泄漏情況，泄漏的氫氣將被集中到泄漏收集貯氣間(12)，泄漏收集貯氣間(12)壓強逐漸增大，達到設定值時開啟排氣閥排至備用儲氫罐；

步驟4：水電解制氫系統(2)正常工作時，通過水密封容器(1)內設定的水溫傳感器，監測水溫的變化值，并與冷卻循環泵(331)聯動，根據設定的溫度變化超過+2℃，啟動冷卻循環泵(331)，冷卻循環泵(331)聯動蒸發冷卻器(31)啟動運行，開啟蒸發冷卻換熱，帶走水電解產生的熱量至外界環境；當水溫回歸設定值，蒸發冷卻器(31)先停止運行，后冷卻循環泵(331)停止運行；如此循環，保證整個水電解制氫過程能不斷進行。