[发明专利]热机-氢反应床联合循环系统

权利要求书

1.一种热机-氢反应床联合循环系统，包括热机（1）和氢气压缩单元（5），所述氢气压缩单元设有至少一组氢反应床，每组至少两台氢反应床，氢反应床之间相互连通；其特征是：所述系统设有中间再热器（4）、膨胀机（7）和第一金属氢化物更换装置（6），第一金属氢化物更换装置（6）与氢反应床连接；所述膨胀机（7）为三级膨胀机，设有一级叶轮（10）、二级叶轮（11）、三级叶轮（12）、膨胀机入口（18）、一级出口、二级进口（8）、二级出口（60）、三级进口（9）和膨胀机出口（19）；所述热机的热介质出口通过氢气压缩单元的氢反应床和中间再热器连接到尾气排放口（20）；所述氢气压缩单元的氢反应床连接到膨胀机入口（18），所述膨胀机的一级出口和/或二级出口与中间再热器或氢气压缩单元连接，中间再热器或氢气压缩单元的出口与膨胀机的下一级进口连接，膨胀机出口（19）连接到氢气压缩单元的氢反应床；所述第一金属氢化物更换装置（6）包括第一分离罐（28）、余氢吸收单元（29）、乏金属氢化物降温仓（30）、饱和金属氢化物升温仓（36）、真空罐（32）、保护气压缩机（33）、供料器（34）、高压保护气罐（35）、加注枪驱动机构（75）和加注枪（27），所述加注枪（27）与加注枪驱动机构连接；所述加注枪驱动机构设有外管（76）、内管（77）、密封圈（78）、过滤网（79）和锁紧法兰（80）；外管与保护气进出管路（26）连接，内管与添加-抽料共用管路（31）连接；所述氢反应床设有加注口，所述加注口装有电磁阀（81），加注枪与加注口通过锁紧法兰密封连接；加注枪设有保护气进出口和金属氢化物添加/抽出口，加注枪可以自由伸缩进出氢反应床实现饱和金属氢化物的添加和放过氢的乏金属氢化物的抽出；所述加注枪通过添加-抽料共用管路(31)连接到第一分离罐，第一分离罐的气体出口通过余氢吸收单元连接到真空罐，第一分离罐的固体出口分别连接到乏金属氢化物降温仓和饱和金属氢化物升温仓；乏金属氢化物降温仓和饱和金属氢化物升温仓分别通过供料器和添加-抽料共用管路连接到加注枪；所述乏金属氢化物降温仓与饱和金属氢化物升温仓之间设有通风循环管路（53），循环管路设有粉末冶金滤网（72）和风机（71）；所述真空罐通过保护气压缩机连接到高压保护气罐，真空罐与高压保护气罐之间设有旁路；高压保护气罐出口分为三路，一路连接到第一分离罐以及乏金属氢化物降温仓和饱和金属氢化物升温仓的入口，一路连接到乏金属氢化物降温仓和饱和金属氢化物升温仓的供料器，一路连接到加注枪的保护气进出口；高压保护气罐为两台，一用一备。

2.根据权利要求1所述的热机-氢反应床联合循环系统，其特征是：所述热机为烟气轮机、燃气轮机、蒸汽轮机、活塞式发动机或吸氢反应器（56）；所述热机（1）的燃料为气体燃料或液体燃料，所述热介质为烟气、热水、蒸汽或循环氢气；所述热机的动力输出轴与发电机或动力设备连接，所述膨胀机的动力输出轴与发电机或动力设备连接；所述氢气压缩单元中氢反应床中金属氢化物为稀土类为主的物质。

3.据权利要求2所述的热机-氢反应床联合循环系统，其特征是：所述系统设有第一金属氢化物更换装置（6）、燃烧室（3）和气缸冷却器（55），所述氢气压缩单元（5）设有两组氢反应床，每组两台氢反应床，两组氢反应床并列设置，两组氢反应床交替进行放氢/吸氢操作和更换金属氢化物操作；4台氢反应床分别与第一金属氢化物更换装置连接，连接管路设有阀门(54)；第一金属氢化物更换装置（6）的加注枪(27)与更换金属氢化物的氢反应床加注口连接；所述热机为活塞式发动机，活塞式发动机与气缸冷却器循环连接；所述膨胀机（7）的一级出口通过中间再热器和气缸冷却器连接到二级进口（8），所述膨胀机的二级出口通过一组氢反应床连接到三级进口（9）；所述活塞式发动机通过燃烧室、一组氢反应床、中间再热器连接到尾气排放口（20）；同组的两台氢反应床交替工作保证持续的放氢或吸氢操作，它们吸氢和放氢的时间可以相同，也可以不同；放氢操作一组中一台的氢反应床与吸氢操作一组的一台氢反应床进行放氢和吸氢工作时，同组的剩余氢反应床进行放氢和吸氢的准备，从第一金属氢化物更换装置将吸过氢的金属氢化物加入放氢操作一组中的另一台已经完成放氢成为吸氢物质，并被抽出后已腾空的氢反应床，将完成放氢的吸氢物质加入吸氢操作一组的另一台已经吸收氢气成为饱和金属氢化物，并被抽出后已腾空的氢反应床。