[实用新型]一种基于能源梯级利用的供热蒸汽驱动液氢制备系统

说明书

本实用新型涉及基于能源梯级利用的供热蒸汽驱动液氢制备系统，包括电厂供热中压蒸汽、电厂供热低压蒸汽、氢气提纯用蒸汽轮机、氢气提纯用压缩机、氢气提纯设备、氢气液化用蒸汽轮机、氢气液化用压缩机、冷箱、液氢罐、减温减压系统和液氮罐；电厂供热中压蒸汽与电厂供热低压蒸汽之间连接有减温减压系统；氢气提纯用蒸汽轮机和氢气液化用蒸汽轮机的进气端连接电厂供热中压蒸汽，氢气提纯用蒸汽轮机和氢气液化用蒸汽轮机的出气端连接电厂供热低压蒸汽。本实用新型的有益效果是：本实用新型通过蒸汽轮机驱动氢气压缩机的方式，实现了电厂供热的高效阶梯利用，提升了能源综合利用效率，降低了液氢制备系统的运行成本。

技术领域

本实用新型涉及液氢制备系统，具体涉及一种基于能源梯级利用的供热蒸汽驱动液氢制备系统。

背景技术

响应国家对综合能源供应的号召，依托“电厂+”优势，目前国内大部分燃煤机组都对外供热，并且呈现明显增长趋势。蒸汽供热主要应用在化工园区。

目前，为满足低压蒸汽用户需求，国内供热机组普遍采用减温减压系统，减温减压系统能够对热源(电站锅炉或热电厂等处)输送来的一次蒸汽进行减温减压，输出的二次蒸汽压力、温度达到生产工艺的要求。然而采用减温减压系统的方式，蒸汽能量没有实现梯级利用，“高品位”热能转变为“低品位”热能过程中造成了的浪费，属“粗放型”生产方式。

氢气液化系统一般采用电驱动，中大型氢气液化系统一般都是基于克劳德制冷循环的改进型，克劳德制冷循环中氢气压缩机为主要耗能设备。降低氢气压缩机能耗成本，对提升氢气液化系统的整体经济性具有显著意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于能源梯级利用的供热蒸汽驱动液氢制备系统。

这种基于能源梯级利用的供热蒸汽驱动液氢制备系统，包括电厂供热中压蒸汽、电厂供热低压蒸汽、氢气提纯用蒸汽轮机、氢气提纯用压缩机、氢气提纯设备、氢气液化用蒸汽轮机、氢气液化用压缩机、冷箱、液氢罐、减温减压系统和液氮罐；电厂供热中压蒸汽与电厂供热低压蒸汽之间连接有减温减压系统；氢气提纯用蒸汽轮机和氢气液化用蒸汽轮机的进气端连接电厂供热中压蒸汽，氢气提纯用蒸汽轮机和氢气液化用蒸汽轮机的出气端连接电厂供热低压蒸汽；氢气提纯用蒸汽轮机和氢气提纯用压缩机之间机械连接；氢气液化用蒸汽轮机和氢气液化用压缩机之间机械连接；氢气提纯用压缩机与氢气提纯设备连接；氢气提纯设备和氢气液化用压缩机均连接至冷箱。

作为优选：冷箱包括氢气液化部分和氢气制冷循环部分，氢气液化部分主要由吸附器-正仲氢转换模块和不同温区换热器组成，氢气制冷循环部分主要由不同温区换热器和透平膨胀机组组成。

作为优选：氢气提纯设备连接至冷箱的氢气液化部分，氢气液化部分连接液氢罐。

作为优选：冷箱中的不同温区换热器连接液氮罐。

作为优选：氢气液化用压缩机连接至冷箱的氢气制冷循环部分。

作为优选：氢气提纯用蒸汽轮机的蒸汽入口处设有第一蒸汽流量控制阀，氢气液化用蒸汽轮机的蒸汽入口处设有第二蒸汽流量控制阀，减温减压系统的蒸汽入口处设有第三蒸汽流量控制阀。

作为优选：氢气提纯用蒸汽轮机和氢气液化用蒸汽轮机采用背压式汽轮机。

作为优选：氢气液化用压缩机采用活塞式压缩机或螺杆式压缩机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过蒸汽轮机驱动氢气压缩机的方式，实现了电厂供热的高效阶梯利用，提升了能源综合利用效率，降低了液氢制备系统的运行成本。

附图说明

图1为基于能源梯级利用的供热蒸汽驱动液氢制备系统的流程示意图。