氢气储存及供气系统技术方案

本发明专利技术提供一种氢气储存及供气系统，包括制氢设备、至少一储罐、储蓄水、连接管路以及动力机构。制氢设备用于制备氢气；储罐设置于制氢设备的下游，用于接收并储存氢气；蓄水池用于储存水；连接管路两端分别连接储罐和蓄水池；连接管路上设有减压阀；动力机构设置于储罐和蓄水池之间，并与连接管路并联设置；动力机构用于将蓄水池内的水泵入储罐内；动力机构为水泵；其中，在制氢设备向储罐内输送氢气时，储罐内的水经连接管路和减压阀进入蓄水池；在动力机构将蓄水池内的水泵入储罐内时，储罐向外提供氢气。该氢气储存及供气系统无需造价昂贵的氢气压缩机，降低了成本。且水泵的功耗低于氢气压缩机，因此，整个氢气储存及供气系统的功耗低。的功耗低。的功耗低。

【技术实现步骤摘要】
氢气储存及供气系统


[0001]本专利技术涉及氢气储运
，特别涉及一种氢气储存及供气系统。

技术介绍

[0002]氢能因其热值高、来源多样、储量丰富及适于大容量且长时间存储的特性，而极具发展潜力。我国也致力于加速发展制氢、储氢、用氢等产业链技术装备，大力推动储能系统规模化示范，完善和落实可再生能源电力消纳机制。对于具有不均匀性、间断特性的大量弃风、弃光、弃水资源，氢能是一种理想的能量储存介质，采用氢储能技术可有效解决我国可再生能源消纳及并网稳定性问题。通过弃风、弃光电力电解水制氢技术实现电氢转换，合理利用弃风、弃光能源，同时平抑可再生能源并网波动，实现能源的时空平移。此外，绿氢用于制取合成氨、甲醇、航空煤油等用于交通工具的液态燃料也有广阔的前景。
[0003]可再生能源的间歇性波动性决定了建设储能系统的必要性，采用抽水蓄能电站、电化学储能、压缩空气储能等均为电
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电转换储能，受各种条件限制，应用场合有限。而对于氢气作为原料(如制取绿色液态燃料及管道氢气等)的场合，直接储氢是最经济有效的方式，必须建造氢气储存输送系统，当可再生电力充足时利用多台电解槽加速生产氢气并储存，待可再生电力出力下降或停止时再将储存的氢气输送出来。
[0004]现有的储氢方法有压缩氢气储存、液态氢气储存、有机液体储存、金属储氢等多种方式，其中最常用的就是压缩氢气储氢，即电解水制得的氢气经压缩机压缩(或以电解水后1.6
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3.0MPa压力不经压缩直接进入储罐)后进入氢气储罐，待用氢时再将储罐内氢气放出。由于储氢放氢过程储罐压力是变化的，在储罐内氢气压力低于用氢压力时必须用压缩机压缩。为了尽量将储罐内的氢气放尽，压缩机入口压力降低导致氢气压缩机功耗很大。由于氢气具有难于压缩、分子量小易于泄漏、爆炸范围宽、安全性差以及氢脆性等缺点，导致现有压缩氢气储氢装置投资大、能耗高、安全性较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种功耗低、成本低、安全性高的氢气储存及供气系统，以解决现有技术中的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种氢气储存及供气系统，包括：
[0007]制氢设备，用于制备氢气；
[0008]至少一储罐，设置于所述制氢设备的下游，用于接收并储存氢气；
[0009]蓄水池，其用于储存水；
[0010]连接管路，其两端分别连接所述储罐和所述蓄水池；所述连接管路上设有减压阀；
[0011]动力机构，其设置于所述储罐和所述蓄水池之间，并与所述连接管路并联设置；所述动力机构用于将所述蓄水池内的水泵入所述储罐内；所述动力机构为水泵；
[0012]其中，在所述制氢设备向所述储罐内输送氢气时，所述储罐内的水经所述连接管路和所述减压阀进入所述蓄水池；在所述动力机构将所述蓄水池内的水泵入所述储罐内
时，所述储罐向外提供氢气。
[0013]本专利技术还提供一种氢气储存及供气系统，包括：
[0014]制氢设备，用于制备氢气；
[0015]至少一储罐，设置于所述制氢设备的下游，用于接收并储存氢气；
[0016]蓄水池，其用于储存水；
[0017]动力机构，其设置于所述储罐和所述蓄水池之间，用于将所述储罐内的水减压并泵送至所述蓄水池内或所述蓄水池内的水泵入所述储罐内；所述动力机构为可逆式水泵水轮机；
[0018]其中，在所述制氢设备向所述储罐内输送氢气时，所述动力机构将所述储罐内的水减压并泵送至所述蓄水池；在所述动力机构将所述蓄水池内的水泵入所述储罐内时，所述储罐向外提供氢气。
[0019]在其中一实施方式中，所述动力机构将所述储罐内的水输送至蓄水池时，所述动力机构能够利用水发电。
[0020]在其中一实施方式中，所述储罐的数量为多个，多个所述储罐并联设置于所述制氢设备的下游；
[0021]所述储罐为球罐、柱状罐或管束。
[0022]在其中一实施方式中，所述储罐的顶部设有气口，底部设有水口，所述气口处设有用于控制通断的第一阀门，所述水口处设有用于控制通断的第二阀门。
[0023]在其中一实施方式中，所述蓄水池的容量不小于所有所述储罐的容量之和。
[0024]在其中一实施方式中，所述制氢设备为电解水制氢设备；
[0025]所述制氢设备的数量为多个时，多个所述制氢设备并联设置。
[0026]在其中一实施方式中，各所述储罐内设有液位计，用于检测所述储罐内的实时液位；
[0027]所述液位计与所述制氢设备电性连接，所述液位计与所述动力机构电性连接。
[0028]在其中一实施方式中，所述动力机构的数量为多个时，多个所述动力机构并联设置；所述动力机构的排出压力不小于1.6Mpa。
[0029]在其中一实施方式中，所述储罐内能够充装水，且所充装的水的压力与所述制氢设备所制备的氢气的压力相等。
[0030]由上述技术方案可知，本专利技术的优点和积极效果在于：
[0031]本专利技术中的氢气储存及供气系统包括制氢设备、至少一储罐、蓄水池、连接管路、减压阀以及动力机构。通过减压阀实现储罐向蓄水池排水功能进而实现储罐的氢气充气功能，通过动力机构即水泵实现蓄水池向储罐充水进而向外输送氢气的功能，无需造价昂贵的氢气压缩机，降低了成本。且水泵的功耗低于氢气压缩机，因此，整个氢气储存及供气系统的功耗低。
[0032]进一步地，氢气储存及供气系统还可以通过动力机构进行发电，有效回收氢气充气过程的压力能，提高系统能源利用率。
附图说明
[0033]图1是本专利技术中氢气储存及供气系统第一实施例的示意图。
[0034]图2是本专利技术中氢气储存及供气系统第二实施例的示意图。
[0035]附图标记说明如下：
[0036]1、氢气储存及供气系统；11、制氢设备；12、储罐；13、蓄水池；14、连接管路；15、减压阀；16、动力机构；
[0037]2、氢气储存及供气系统；21、制氢设备；22、储罐；23、蓄水池；26、动力机构。
具体实施方式
[0038]体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。
[0039]为了进一步说明本专利技术的原理和结构，现结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细说明。
[0040]需要说明的是，在储罐向外提供氢气时，储罐的压力逐渐降低，且在压力降低至低于用氢压力时，目前通常采用压缩机将氢气送出。
[0041]但是，由于氢气具有难于压缩、易泄漏、安全性差、氢脆性等缺点，使得压缩机输送氢气的方式不仅功耗高，还增加使用成本。目前，为降低压缩机功耗，可采用不同入口压力的两台或若干台压缩机，待储罐压力下降到一定范围内使用不同的压缩机压缩以降低功耗，但是带来的问题是流程设置复杂，压缩机种类多的缺点。同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气储存及供气系统，其特征在于，包括：制氢设备，用于制备氢气；至少一储罐，设置于所述制氢设备的下游，用于接收并储存氢气；蓄水池，其用于储存水；连接管路，其两端分别连接所述储罐和所述蓄水池；所述连接管路上设有减压阀；动力机构，其设置于所述储罐和所述蓄水池之间，并与所述连接管路并联设置；所述动力机构用于将所述蓄水池内的水泵入所述储罐内；所述动力机构为水泵；其中，在所述制氢设备向所述储罐内输送氢气时，所述储罐内的水经所述连接管路和所述减压阀进入所述蓄水池；在所述动力机构将所述蓄水池内的水泵入所述储罐内时，所述储罐向外提供氢气。2.一种氢气储存及供气系统，其特征在于，包括：制氢设备，用于制备氢气；至少一储罐，设置于所述制氢设备的下游，用于接收并储存氢气；蓄水池，其用于储存水；动力机构，其设置于所述储罐和所述蓄水池之间，用于将所述储罐内的水减压并泵送至所述蓄水池内或所述蓄水池内的水泵入所述储罐内；所述动力机构为可逆式水泵水轮机；其中，在所述制氢设备向所述储罐内输送氢气时，所述动力机构将所述储罐内的水减压并泵送至所述蓄水池；在所述动力机构将所述蓄水池内的水泵入所述储罐内时，所述储罐向外提供氢气。3.根据权利要求2所述的氢气储存及供气系统，其特征在于，所述动力机构将所述储罐内的水输送至蓄水池时，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德泉，李东，陈丽艳，
申请(专利权)人：中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：