[发明专利]一种氢氧回收利用系统及其应用

说明书

一种氢氧回收利用系统及其应用，所述的系统包括氢氧内燃机、换热器、增压泵、控制器、增压模块；氢氧贮箱内贮存液氢液氧、氢氧贮箱上的排气装置将其内部蒸发的氢气、氧气排出，其中氢气分出两路，一路进入氢氧内燃机、另一路经增压泵压缩后进入换热器，一路氧气经增压泵压缩后进入换热器，由换热器将引入的氧气加热至适于氢氧内燃机工作的温度经增压模块后输出至氢氧内燃机；氢氧内燃机在控制器的工作下点火启动，进行发电；氢氧内燃机的冷却液进入换热器，由进入换热器中的氢气、氧气将冷却液降温，同时升温后的氢气存入增压模块并进行增压；未使用的氧气存入增压模块并进行增压。

技术领域

本发明涉及氢氧回收及再利用技术领域。

背景技术

液氢(LH2)/液氧(LO2)，沸点低，如液氢和液氧的沸点分别达到-253℃和-183℃，极易汽化，对于低温贮箱绝热性能要求较高，易受到太阳辐射等外热流的影响，即使在采取了真空隔热、多层隔热等防护手段的前提下，贮箱中的低温液氢液氧仍然有每天1％～3％的蒸发量，造成了液氢液氧的极大浪费。

低温介质无论在地面贮存还是用于未来深空探索，均要求低温推进剂得到充分的利用，一方面是通过蒸发量控制技术，减少推进剂的蒸发浪费，另一方面是通过回收利用技术使蒸发的推进剂得到进一步利用。氢气是一种可再生清洁能源，可通过电解水得到。氢气氧气燃烧产物主要为水等清洁产物，随着化石燃料等不可再生能源的枯竭，未来氢气将成为地球上贮存最多的清洁能源。

发明内容

本发明的技术解决问题是：为了解决低温氢氧蒸发浪费的问题，提高利用效率，将蒸发出的氢气氧气回收再利用，提供一种氢氧回收利用系统。

本发明的技术解决方案是：一种氢氧回收利用系统，包括氢氧内燃机、换热器、增压泵、控制器、增压模块；

氢氧贮箱内贮存液氢液氧、氢氧贮箱上的排气装置将其内部蒸发的氢气、氧气排出，其中氢气分出两路，一路进入氢氧内燃机、另一路经增压泵压缩后进入换热器，一路氧气经增压泵压缩后进入换热器，由换热器将引入的氧气加热至适于氢氧内燃机工作的温度经增压模块后输出至氢氧内燃机；

氢氧内燃机在控制器的工作下点火启动，进行发电；氢氧内燃机的冷却液进入换热器，由进入换热器中的氢气、氧气将冷却液降温，同时升温后的氢气存入增压模块并进行增压；未使用的氧气存入增压模块并进行增压。

优选的，当需要对氢氧贮箱进行增压时，从氢氧贮箱中分别引出液氢、液氧，液氢、液氧分别进入增压泵压缩后分别经换热器加热汽化，之后经增压模块增压后分别进入氢氧贮箱。

优选的，所述的氢氧内燃机工作后产生的废气，通过轴向喷管喷出，提供轴向推力维持氢氧贮箱内推进剂沉底。

一种氢氧回收利用系统，包括供氢电磁阀、增压泵供氢电磁阀、液氢供应阀、氢增压泵、氢换热器、增压泵供氧气电磁阀、液氧供应阀、氧增压泵、氢氧内燃机、氧换热器、供氧电磁阀、控制器、沉底发动机、氢氧内燃机排气管、增压模块；

从氢贮箱排出的气氢一路通过供氢电磁阀与氢氧内燃机的进气管连通、另一路通过增压泵供氢电磁阀连入氢增压泵的入口，氢增压泵的出口连接氢换热器，氢换热器的出口连接增压模块，增压模块的出口与氢贮箱的增压口连通；氧贮箱排出的气氧通过增压泵供氧气电磁阀连入氧增压泵的入口，氧增压泵的出口连接氧换热器，氧换热器的出口连接增压模块，增压模块的输出一路通过供氧电磁阀连入氢氧内燃机的进气管，另一路与氧贮箱的增压口连通；氢氧内燃机的冷却液先进入氢换热器再进入氧换热器，最后回到氢氧内燃机中形成冷却回路；氢贮箱、氧贮箱分别通过液氢供应阀、液氧供应阀进入氢增压泵、氧增压泵；氢氧内燃机的输出与氢增压泵、氧增压泵连接；氢氧内燃机的排气管连接沉底发动机；控制器控制氢氧内燃机的点火启动，以及通过控制所有阀的通断保证氢氧内燃机按照预设的氢氧混合比正常工作并保证贮箱内气体压力在预设的范围内。

优选的，所述的控制器按照下述逻辑进行控制：