[发明专利]一种基于水蒸气等离子体的水下热电混合动力系统

摘要

一种基于水蒸气等离子体的水下热电混合动力系统，包括燃烧室、气固分离器、涡轮、换热器、冷凝器、气液分离器、2#压缩机、燃料电池、粉末供给装置、等离子体点火/助燃器、1#压缩机、泵。本发明以铝粉为燃料，一次过热水蒸气为氧化剂，利用等离子体点火/助燃装置启动并增强铝/水的燃烧反应。一方面，该系统利用铝/水反应释放出的巨大热量加热水成为蒸汽并驱动涡轮做功产生推力，另一方面，利用燃料电池将铝/水反应生成的氢气转化为驱动等离子体点火/助燃器的电能，实现了能量的高效利用，并合理解决了氢气在水下环境的处置问题。

主权项

1.一种基于水蒸气等离子体的水下热电混合动力系统，其特征在于：包括燃烧室、气固分离器、1#压缩机、涡轮、换热器、冷凝器和气液分离器；/n所述燃烧室上设置有铝粉进口，铝粉进口连接供应铝粉的粉末供给装置；铝粉由铝粉进口进入燃烧室内；所述燃烧室上设置有一次过热水蒸气进口；所述燃烧室的一端即燃烧室的头部设有等离子点火/助燃器，等离子点火/助燃器能够使燃烧室内的铝粉与一次过热水蒸气产生铝/水反应而产生固体氧化铝、氢气并释放出大量的热量；/n所述燃烧室的另一端即燃烧室的尾端连接气固分离器；靠近燃烧室的尾端的燃烧室上设置有二次进水口，二次水从二次进水口进入燃烧室内部，利用铝/水反应释放出来的热量将二次水气化产生大量的水蒸气；/n从燃烧室的尾端排出的携带有热量的固体氧化铝、氢气以及水蒸气进入气固分离器；气固分离器具有固体出口和两个气体出口，固体出口用于对经气固分离器气固分离后的氧化铝排出；两个气体出口用于对经气固分离器气固分离后的气体分流排出，两个气体出口分别为主流出口和副流出口，副流出口连接1#压缩机，从副流出口排出的气体经1#压缩机增压后经一次过热水蒸气进口进入燃烧室；/n主流出口连接至涡轮，从主流出口排出的混合气体排出至涡轮，用于驱动涡轮，通过涡轮的运动进而带动与涡轮连接的动力装置；/n换热器内设有冷流管路和热流管路，冷流管路的入口连接水泵，水泵用于将海水抽入换热器内的冷流管路；混合气体在涡轮做功之后进入换热器的热流管路，用于给冷流管路中的海水进行加热；换热器中热流管路的出口连接冷凝器，从换热器中热流管路的出口输出的含有氢气、水蒸气与冷却水的混合流经冷凝器将混合流中含有的水蒸气冷却成液态水；/n冷凝器的出口连接气液分离器，从冷凝器排出的液态水和氢气在气液分离器中分离，其中气液分离器分离出的液态水进入水泵，同海水一起通过水泵抽入至换热器内的冷流管路进行加热，加热后的从换热器内冷流管路的出口输出的水作为二次水由二次水进口进入燃烧室，从而完成整个循环。/n