[发明专利]一种利用低温余热的氢能源发电系统

权利要求书

1.一种利用低温余热的氢能源发电系统，其特征是：所述系统包括氢反应床单元（1）、气体混合器（2）、氢气膨胀机（3）、发电机（4）、一级烟气换热器（5）、二级烟气换热器（6）、空气换热器（7）、1号氢气中间罐（8）、2号氢气中间罐（9）、换热介质高压氢气循环泵（10）、换热介质低压氢气循环泵（11）、低压氢气管路（21）、高压氢气管路（22）、烟气换热管路（23）、空气换热管路（24）、加热氢气管路（25）和冷却氢气管路（26）；所述气体混合器（2）设有低压氢气进口、高压氢气进口和氢气出口；所述氢气膨胀机（3）与发电机（4）轴连接；所述氢反应床单元的每台氢反应床分别设有低压氢气入口（41）、高压氢气出口（42）、换热氢气入口（43）和换热氢气出口（44）；低温烟气经烟气管路（23）依次通过一级烟气换热器（5）、二级烟气换热器（6）的壳程后外排；所述空气换热管路（24）连接到空气换热器（7）的壳程入口，空气换热器（7）的壳程出口与大气连通；所述氢反应床单元的每台氢反应床的换热氢气出口（44）经三通阀（30）分为两路，一路通过加热氢气管路（25）连接到换热介质高压氢气循环泵（10），换热介质高压氢气循环泵（10）出口依次经1号氢气中间罐（8）、一级烟气换热器（5）的管程和三通阀（30）连接到氢反应床的换热氢气入口（43），形成加热回路；另一路通过冷却氢气管路（26）依次经换热介质低压氢气循环泵（11）、2号氢气中间罐（9）、空气换热器（7）的管程和三通阀（30）连接到氢反应床的换热氢气入口（43），形成冷却回路；所述氢反应床单元的各氢反应床的高压氢气出口（42）经高压氢气管路（22）连接到气体混合器（2）的高压氢气进口，气体混合器（2）的氢气出口经二级烟气换热器（6）的管程后连接到氢气膨胀机（3）入口，氢气膨胀机的出口分为两路，一路经低压氢气管路（21）连接到氢反应床单元（1）的低压氢气入口（41）供氢反应床吸氢循环使用；另一路直接连接到气体混合器（2）的低压氢气进口循环使用；

所述气体混合器（2）为简单的混合装置或组合式的混合设备，包括推杆、拉杆、真空系统和/或电气系统装置，保证氢气出口得到包括压力、温度在内的参数稳定的流量连续的气体。

2.根据权利要求1所述的利用低温余热的氢能源发电系统，其特征是：所述系统还包括有机工质压缩机（12）、有机工质膨胀机（13）、2号发电机（14）、1号有机工质换热器（15）、2号有机工质换热器（16）；所述有机工质压缩机（12）、有机工质膨胀机（13）和2号发电机（14）同轴或不同轴连接；所述低温烟气经烟气管路（23）依次通过一级烟气换热器（5）的壳程、二级烟气换热器（6）的壳程和2号有机工质换热器（16）的壳程换热后外排；所述一级烟气换热器（5）的管程出口通过加热氢气管路（25）经1号有机工质换热器（15）的管程和三通阀（30）连接到氢反应床的换热氢气入口（43）；所述有机工质膨胀机（13）的出口连接到2号有机工质换热器（16）管程的入口，2号有机工质换热器管程的出口连接到有机工质压缩机（12）的入口；所述有机工质压缩机（12）的出口连接到1号有机工质换热器（15）的壳程入口，1号有机工质换热器的壳程出口连接到有机工质膨胀机（13）的入口。

3.根据权利要求1或2所述的利用低温余热的氢能源发电系统，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入口（41）、高压氢气出口（42）、换热氢气入口（43）和换热氢气出口（44）；所述低压氢气入口（41）设有低压氢气入口阀门（35），所述高压氢气出口（42）设有高压氢气出口阀门（36），所述换热氢气入口（43）和换热氢气出口（44）分别设有三通阀（30）。

4.根据权利要求1或2所述的利用低温余热的氢能源发电系统，其特征是：所述氢反应床内装载金属储氢材料，包括但不限于稀土系金属氢化物；低压氢气由低压氢气入口进入氢反应床，低压氢气被储氢材料吸收形成金属氢化物，对完成吸氢后的金属氢化物加热放出高压氢气；所述氢反应床为一级结构，或者为阶梯利用热量的多级结构，允许每级氢反应床中的每个氢反应床内的金属氢化物的品种相同或不同，质量相同或不同，体积相同或不同，每级氢反应床相同或者不同。