一种电解集群热交互的制氢系统的制作方法

本发明涉及新能源，具体而言，涉及一种电解集群热交互的制氢系统。

背景技术：

1、在大规模可再生能源制氢场景中，电解槽的启动过程时间长，影响能量的利用效率以及负荷的灵活性，如碱性电解槽在冷启动过程一般需要1.5-2h，而热启动过程(从50℃启动到工作温度)也需要半小时，费时并且需要耗费大量电能。

2、因此，实现电解槽的快速启动以及降低启动能耗是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电解集群热交互的制氢系统，以加快电解集群启动的同时，减少启动过程能量的消耗以及电解槽散热的能耗。

2、第一方面，本申请提供了一种电解集群热交互的制氢系统，系统包括至少一个主电解设备、至少一个从电解设备、热循环管路以及冷循环管路，每个主电解设备或从电解设备均包括依次连接的电解液泵、电解液交换器、电解集群，其中，电解液由电解液泵的入口回流，依次经过电解液泵的出口、电解液交换器的主入口、电解液交换器的主出口、电解集群的入口进入电解集群进行电解；每个主电解设备还包括第一交换泵和第二交换泵，第一交换泵的入口与该主电解设备的电解液交换器的从出口连接，第二交换泵的出口与该主电解设备的电解液交换器的从入口连接；每个从电解设备还包括第三交换泵和第四交换泵，第三交换泵的出口与该从电解设备的电解液交换器的从入口连接，第四交换泵的入口与该从电解设备的电解液交换器的从出口连接；热循环管路的入口与第一交换泵的出口连接，热循环管路的出口分别与每个第三交换泵的入口连接；冷循环管路的出口与第二交换泵的入口连接，冷循环管路的入口分别与每个第四交换泵的出口连接；热循环管路的第一可控阀门设置在热循环管路的入口与第一交换泵的出口之间，冷循环管路的第二可控阀门设置在冷循环管路的出口与第二交换泵的入口之间；其中，每个电解液交换器的主出口、主入口、从出口和从入口之间均连通。

3、优选的，每个电解液交换器包括壳体，壳体内形成有空腔，壳体的第一表面的中心处开设有主入口，壳体的与第一表面相对的第二表面的中心处开设有主出口，壳体的第三表面的第一侧开设有从入口，壳体的与第三表面相对的第四表面的第二侧开设有从出口，第一侧和第二侧的方向相反。

4、优选的，每个电解液交换器还包括设置在壳体内的第一导流板和第二导流板，其中，第一导流板的一端设置在该电解液交换器的从入口，第一导流板的另一端伸向该电解液交换器的主出口，第二导流板的一端设置在该电解液交换器的从出口，第二导流板的另一端伸向该电解液交换器的主入口。

5、优选的，热循环管路还包括第三可控阀门，第三可控阀门设置在热循环管路的出口与第三交换泵的入口之间。

6、优选的，冷循环管路还包括第四可控阀门，第四可控阀门设置在冷管路入口与第四交换泵的出口之间。

7、优选的，每个电解集群包括多个并联的电解槽，每个电解槽的入口通过管路与对应的电解液交换器的主出口连接。

8、优选的，每个电解集群还包括氢气分离器，氢气分离器的入口与对应的电解槽的出口连接，氢气分离器的出口与对应的电解液泵的入口连接。

9、优选的，每个电解集群还包括氧气分离器，氧气分离器的入口与对应的每个电解槽的出口连接，氧气分离器的出口与对应的电解液泵的入口连接。

10、优选的，每个主电解设备或从电解设备还包括散热器，散热器的主入口与对应的电解液交换器的出口连接，散热器的主出口与对应的电解槽的出口连接。

11、优选的，每个主电解设备或从电解设备还包括散热泵，散热泵的出口与散热器的从入口连接，散热泵的入口与散热器的从出口连接。

12、本发明实施例提供的一种电解集群热交互的制氢系统，在多个电解设备之间增设循环管路，将工作状态的电解设备中的高温的电解液输送至热机或停机状态的其他电解设备中，当其他电解设备需要工作时，不仅缩短了电加热其至工作温度的时间，与现有技术中的全部由电加热形式使电解设备达到工作温度相比，还节约了电能的消耗，充分利用了电解设备工作产生的热量，并且直接将电解液作为导热介质，换热效率高。

13、为使本发明的上述目的、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：

1.一种电解集群热交互的制氢系统，其特征在于，所述系统包括至少一个主电解设备、至少一个从电解设备、热循环管路以及冷循环管路，

2.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，每个电解液交换器包括壳体，壳体内形成有空腔，所述壳体的第一表面的中心处开设有主入口，所述壳体的与第一表面相对的第二表面的中心处开设有主出口，

3.根据权利要求2所述的制氢系统，其特征在于，每个电解液交换器还包括设置在壳体内的第一导流板和第二导流板，其中，

4.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述热循环管路还包括第三可控阀门，所述第三可控阀门设置在热循环管路的出口与第三交换泵的入口之间。

5.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述冷循环管路还包括第四可控阀门，所述第四可控阀门设置在冷管路入口与第四交换泵的出口之间。

6.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，每个电解集群包括多个并联的电解槽，每个电解槽的入口通过管路与对应的电解液交换器的主出口连接。

7.根据权利要求6所述的制氢系统，其特征在于，每个电解集群还包括：

8.根据权利要求7所述的制氢系统，其特征在于，每个电解集群还包括：

9.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，每个主电解设备或从电解设备还包括：

10.根据权利要求9所述的制氢系统，其特征在于，每个主电解设备或从电解设备还包括：

技术总结本申请提供了一种电解集群热交互的制氢系统，系统包括至少一个主电解设备、至少一个从电解设备、热循环管路以及冷循环管路，每个主电解设备或从电解设备均包括依次连接的电解液泵、电解液交换器、电解集群，其中，每个主电解设备还包括第一交换泵和第二交换泵，每个从电解设备还包括第三交换泵和第四交换泵，热循环管路的入口与第一交换泵的出口连接，热循环管路的出口分别与每个第三交换泵的入口连接；冷循环管路的出口与第二交换泵的入口连接，冷循环管路的入口分别与每个第四交换泵的出口连接；将工作状态的电解设备中的高温的电解液输送至热机或停机状态的其他电解设备中，不仅缩短了电加热其至工作温度的时间，还节约了电能的消耗。技术研发人员：刘彪,袁殿,高锦宏,王佳伟,王宏刚,刘佳奇,方川受保护的技术使用者：北京亿华通氢能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30