[发明专利]一种氢气混合工质动力系统

权利要求书

1.一种氢气混合工质动力系统，包括氢反应床单元（1）、混合气化器（2）、混合气膨胀机（3）、发电机（5）、带液膨胀机（4）、气液分离器（6）和液体加压泵（7）；所述氢反应床单元的每台氢反应床分别设有低压氢气进口（31）、高压氢气出口（32）、换热氢气入口（33）和换热氢气出口（34）；所述混合气化器（2）设有换热盘管（17）、氢气入口、凝液入口和混合气出口；所述气液分离器（6）设有混合气入口、氢气出口和凝液出口，所述气液分离器（6）的氢气出口设有氢气过滤膜（8）；所述混合气膨胀机（3）与发电机（5）同轴连接，所述带液膨胀机（4）与液体加压泵（7）轴连接；所述气液分离器（6）的氢气出口通过低压氢气管路（9）连接到氢反应床单元（1）氢反应床的低压氢气入口，氢反应床单元（1）氢反应床的高压氢气出口通过高压氢气管路（10）连接到混合气化器（2）的氢气入口；气液分离器（6）的凝液出口通过设置液体加压泵（7）的凝液管路（11）连接到混合气化器（2）的凝液入口；所述混合气化器（2）的混合气出口连接到混合气膨胀机（3）的入口，混合气膨胀机（3）的出口连接到带液膨胀机（4）的入口，带液膨胀机（4）的出口连接到气液分离器（6）的混合气入口；其特征是：所述动力系统设有1号氢气中间罐（27）、2号氢气中间罐（28）和空气换热器（29），所述氢反应床单元（1）氢反应床的换热氢气出口（34）通过三通阀（30）分为两路，一路经冷却氢气管路（25）依次通过换热介质低压氢气循环泵（13）、1号氢气中间罐（27）、混合气化器（2）的换热盘管（17）和三通阀（30）连接氢反应床的换热氢气入口（33），形成冷却回路；另一路经加热氢气管路（26）依次通过换热介质高压氢气循环泵（21）、2号氢气中间罐（28）、空气换热器（29）的管程和三通阀（30）连接到氢反应床的换热氢气入口（33），形成加热回路；空气换热管路（12）连接到空气换热器（29）的壳程入口，空气换热器（29）的壳程出口与大气连通。

2.根据权利要求1所述的氢气混合工质动力系统，其特征是：所述氢反应床单元（1）设有至少两台氢反应床，每台氢反应床分别设有低压氢气进口（31）、高压氢气出口（32）、换热氢气入口（33）和换热氢气出口（34）；所述低压氢气进口（31）设有低压氢气进口阀门（19），所述高压氢气出口（32）设有高压氢气出口阀门（20），所述换热氢气入口（33）和换热氢气出口（34）分别设有三通阀（30）。

3.根据权利要求1所述的氢气混合工质动力系统，其特征是：所述凝液管路（11）中的凝液工质为稳定的无机工质或有机工质或液氮或惰性气体或正丁烷或丙烷；所述带液膨胀机能被使凝液工质有效液化和可靠地给吸氢过程提供冷量的其他液化设备替换。

4.根据权利要求1所述的氢气混合工质动力系统，其特征是：所述混合气化器（2）为简单的混合装置或组合式的混合设备，保证混合气出口得到包括压力、温度在内的参数稳定的流量连续的混合气；所述空气换热管路（12）内的空气可以被常温的或低温的其他介质所代替。

5.根据权利要求1所述的氢气混合工质动力系统，其特征是：所述动力系统安装在轮船（63）上，用作轮船的海水能利用系统（59）；所述动力系统的空气换热器（29）替换为海水换热器（43），所述轮船设有海水换热管路（40）、传动系统（41）、进水口（60）、喷水口（61）和螺旋桨（42），所述进水口通过海水换热管路连接到海水换热器（43）的壳程入口，海水换热器（43）的壳程出口通过高压泵（62）连接到喷水口；所述混合气膨胀机（3）和发电机（5）通过传动轴与传动系统连接，所述传动系统与螺旋桨连接；或所述动力系统安装在潜水装置或其他水上、水下交通运输工具上。