一种可再生能源制氢系统余热利用系统的制作方法

本技术属于蓄热水罐和电解水制氢，具体涉及一种可再生能源制氢系统余热利用系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、电解制氢是一种常见的氢气生产方式，由于电解效率的限制，其生产和启动过程大量的电能转化为无用的热能。电解生产过程中会副产大量的热量，目前多数技术路线选择利用循环冷却水将热量转移至冷却塔，释放至空气中，造成能源的浪费。在电解槽长时间停止运行后，电解槽恢将复至环境温度，再次自冷态启动过程需要消耗额外的电能将电解液加热至反应温度(60℃以上)，这部分电能无法产生所需的氢气。同时，冷态启动过程约需1小时，严重影响了电解槽的负荷响应速度。

3、目前风电、光伏等可再生能源发展迅速，其出力的不稳定性造成电网消纳压力。风电、光伏等不稳定电源与电解制氢耦合逐渐成为缓解可再生能源消纳压力的选择。该耦合方式存在电解槽频繁启停过程中能源浪费、负荷响应速度慢的问题。

技术实现思路

1、本实用新型为了解决上述问题，提出了一种可再生能源制氢系统余热利用系统，本实用新型可以吸收并储存这些生产过程中多余热量，同时在需要的时候能释放出来，以供电解槽使用的设备和方法，具有十分重要的现实意义。

2、根据一些实施例，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种可再生能源制氢系统余热利用系统，包括制氢子系统、电解槽、热能储存器和换热器，其中：

4、所述制氢子系统连接电解槽，所述制氢子系统、电解槽分别通过连接管路连接换热器的输入端，所述连接管路上设置有控制开关；

5、所述换热器的输出端的管路上设置有第一循环泵，所述换热器的输出端通过管路连接热能储存器，所述制氢子系统、换热器和热能储存器之间形成第一回路；

6、所述换热器和电解槽之间设置有连通管路，所述连通管路上设置有第二循环泵，所述电解槽、换热器和热能储存器之间形成第二回路。

7、作为可选择的实施方式，所述制氢子系统包括并联设置的氢分离器、氧分离器。

8、作为可选择的实施方式，所述控制开关设置在连接管路上，为三通阀。

9、作为可选择的实施方式，所述制氢子系统的碱液通过连接管路输入至三通阀的一个进口。

10、作为进一步的，所述电解槽通过另一连接管路连接至三通阀的另一进口。

11、作为可选择的实施方式，所述第一循环泵为冷却水循环泵。

12、作为可选择的实施方式，所述第二循环泵为碱液循环泵。

13、作为可选择的实施方式，所述换热器和热能储存器之间设置有冷却塔。

14、作为可选择的实施方式，所述热能储存器为蓄热水罐。

15、作为进一步的，所述蓄热水罐设置有调节阀和关断阀，所述调节阀和关断阀分别设置于换热器和蓄热水罐连接的管路上。

16、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

17、本实用新型将制氢过程中产生的热量存储在蓄热水罐中，可以在停止制氢时使用这些热量来保持电解槽的温度，从而减少电解槽启动耗电量，也可有效缩短启动时间。蓄热水罐在制氢过程中吸收和储存多余的热量。当需要保持电解槽温度时，蓄热水罐中的热能会被释放出来，使得电解槽能够维持所需的温度。这样的系统设计可以提高可再生能源制氢系统的能源效率，减少能源浪费，提高制氢系统响应速度。同时也可以降低运行成本，尤其是在能源供应不稳定的情况下，蓄热水罐可以提供稳定的温度维持。

18、为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种可再生能源制氢系统余热利用系统，其特征是，包括制氢子系统、电解槽、热能储存器和换热器，其中：

2.如权利要求1所述的一种可再生能源制氢系统余热利用系统，其特征是，所述制氢子系统包括并联设置的氢分离器、氧分离器。

3.如权利要求1或2所述的一种可再生能源制氢系统余热利用系统，其特征是，所述控制开关设置在连接管路上，为三通阀。

4.如权利要求3所述的一种可再生能源制氢系统余热利用系统，其特征是，所述制氢子系统的碱液通过连接管路输入至三通阀的一个进口。

5.如权利要求4所述的一种可再生能源制氢系统余热利用系统，其特征是，所述电解槽通过另一连接管路连接至三通阀的另一进口。

6.如权利要求1所述的一种可再生能源制氢系统余热利用系统，其特征是，所述第一循环泵为冷却水循环泵。

7.如权利要求1或6所述的一种可再生能源制氢系统余热利用系统，其特征是，所述第二循环泵为碱液循环泵。

8.如权利要求1所述的一种可再生能源制氢系统余热利用系统，其特征是，所述换热器和热能储存器之间设置有冷却塔。

9.如权利要求1所述的一种可再生能源制氢系统余热利用系统，其特征是，所述热能储存器为蓄热水罐。

10.如权利要求9所述的一种可再生能源制氢系统余热利用系统，其特征是，所述蓄热水罐设置有调节阀和关断阀，所述调节阀和关断阀分别设置于换热器和蓄热水罐连接的管路上。

技术总结本技术提供了一种可再生能源制氢系统余热利用系统，包括制氢子系统、电解槽、热能储存器和换热器，制氢子系统连接电解槽，所述制氢子系统、电解槽分别通过连接管路连接换热器的输入端，所述连接管路上设置有控制开关；换热器的输出端的管路上设置有第一循环泵，所述换热器的输出端通过管路连接热能储存器，所述制氢子系统、换热器和热能储存器之间形成第一回路；换热器和电解槽之间设置有连通管路，所述连通管路上设置有第二循环泵，电解槽、换热器和热能储存器之间形成第二回路。本技术可以吸收并储存这些生产过程中多余热量，同时在需要的时候能释放出来，以供电解槽使用的设备和方法，具有十分重要的现实意义。技术研发人员：宋震,张龙,徐广强,杨晓华,黄慧群,郭富民,刘伟,单文豪,刘全京受保护的技术使用者：山东电力工程咨询院有限公司技术研发日：20231010技术公布日：2024/6/11