[发明专利]固体氧化物电解水制氢装置及其运行控制方法

权利要求书

1.一种固体氧化物电解水制氢装置，其特征在于，所述固体氧化物电解水制氢装置包括蒸汽发生器(110)和电解池(120)，所述蒸汽发生器(110)包括汽化模块(111)、电加热模块(112)和气保温模块(113)，所述汽化模块(111)可同时或单独被所述电加热模块(112)和所述气保温模块(113)加热，所述电解池(120)包括电解模块(121)、电保温模块(122)和气加热模块(123)，所述电解模块(121)可同时或单独被所述电保温模块(122)和所述气加热模块(123)加热。

2.根据权利要求1所述的固体氧化物电解水制氢装置，其特征在于，所述气保温模块(113)包括与所述气加热模块(123)连通的主管道、均匀布置于所述汽化模块(111)的底部和四周的毛细管道和尾气的排出管道。

3.根据权利要求2所述的固体氧化物电解水制氢装置，其特征在于，所述主管道接收所述气加热模块(123)加热所述电解池(120)后的余热，并通过所述毛细管道将热能传输至所述汽化模块(111)的底部和四周，以维持所述汽化模块(111)在200℃以上的工作环境，并将尾气通过所述排出管道排出。

4.根据权利要求1所述的固体氧化物电解水制氢装置，其特征在于，所述气加热模块(123)包括与储氢模块(300)通的管道、均匀布置于所述电解模块(121)的各电解小室四周的毛细管道、与所述气保温模块(113)连通的余热供给管道。

5.根据权利要求4所述的固体氧化物电解水制氢装置，其特征在于，所述气加热模块(123)用于通过管道与所述储氢模块(300)连通，从所述储氢模块(300)获取恒定流量的氢气并经燃烧获得热能，通过所述毛细管道将热能传输至所述电解模块(121)各电解小室的四周，用于维持所述电解模块(121)在600℃以上的工作环境，并将余热通过连通管道供给所述气保温模块(113)。

6.根据权利要求1所述的固体氧化物电解水制氢装置，其特征在于，所述蒸汽发生器(110)的最大制取蒸汽产量大于所述电解模块(121)以最高功率运行时所需的蒸汽流量。

7.一种固体氧化物电解水制氢装置的运行控制方法，其特征在于，所述固体氧化物电解水制氢装置的运行控制方法用于控制权利要求1～5任一项所述的固体氧化物电解水制氢装置。

8.根据权利要求7所述的固体氧化物电解水制氢装置的运行控制方法，其特征在于，所述固体氧化物电解水制氢装置的运行控制方法包括：

S1：判断当前工作周期的弃电功率能否维持电待机模式；若是，则进入S2，若否，则进入S6；

S2：判断当前工作周期的弃电功率能否使电加热模块(112)、电解模块(121)和压缩机(200)以最大功率运行；

S6：预测判断下一工作周期的弃电功率能否维持电待机模式，若是，则进入S7，若否，则关闭装置；

S7：判断储氢剩余容量是否大于维持气待机模式所需的最小氢气用量，若是，则进入S11：执行气待机模式，若否，则关闭装置。

9.根据权利要求8所述的固体氧化物电解水制氢装置的运行控制方法，其特征在于，所述固体氧化物电解水制氢装置的运行控制方法包括：在S2的判断中，若是，则进入S3；否则，进入S5；

S3：判断储氢装置的剩余容量是否大于工作周期最大产氢量，若是，则进入S8：执行强工作模式，若否，则进入S4；

S4：判断储氢模块(300)的剩余容量是否大于工作周期最小产氢量，若是，则进入S9：执行弱工作模式；否则，进入S10：执行电待机模式；

S5：判断当前工作周期的弃电功率能否使电加热模块(112)、电解池(120)电解模块(121)和压缩机(200)以最小功率运行。

10.根据权利要求9所述的固体氧化物电解水制氢装置的运行控制方法，其特征在于，所述固体氧化物电解水制氢装置的运行控制方法包括：在S5的判断中，若是，则进入S4；否则，进入S10。