可移动式利用水库水势资源发电制氢的装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及水利水电及氢能领域，更具体地说它是一种可移动式利用水库水势资源发电制氢的装置。本发明还涉及这种可移动式利用水库水势资源发电制氢的装置的使用方法。


背景技术：

2.目前水库一般功能单一，即蓄水和供水；特别是具有一定落差和动能(蓄水容量)的水库，不需要设置加压泵站等设施，在供水时，开放闸门，利用水库自然的落差和势能供水，而且往往由于供水对象地处低位，考虑到落差和水能，有时还需要考虑消能措施；而当汛期或洪水季节时，高水位的水库在供水或泄洪时产生的水动能巨大，对单一功能的普通水库而言，在原有的技术条件下，这部分水力资源无法得以利用。
3.因此，研发一种可移动式利用水库水势资源发电制氢的装置很有必要。


技术实现要素：

4.本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种可移动式利用水库水势资源发电制氢的装置。
5.本发明的第二目的是提供这种可移动式利用水库水势资源发电制氢的装置的使用方法。
6.为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：可移动式利用水库水势资源发电制氢的装置，其特征在于：包括位于干渠下游侧的移动发电车，移动发电车上设置有水轮发电组、水电解制氢系统和压缩储氢系统；
7.所述水轮发电组包括水轮机和与水轮机连接的发电机，水轮机上端通过引水管与位于干渠上游的闸门处连通，水轮机下端通过尾水管与干渠下游连通，所述引水管靠近干渠上游的一端有进水阀；
8.所述水电解制氢系统与发电机连接；
9.所述压缩储氢系统与水电解制氢系统连接。
10.在上述技术方案中，所述移动发电车上设置有控制水轮发电组、水电解制氢系统和压缩储氢系统的制氢机组控制柜；所述水轮发电组、水电解制氢系统、压缩储氢系统和制氢机组控制柜之间通过电缆连接。
11.在上述技术方案中，所述引水管中部有管道离心泵。
12.在上述技术方案中，所述水轮发电组、水电解制氢系统、压缩储氢系统和制氢机组控制柜均通过槽钢基础支撑在移动发电车上。
13.在上述技术方案中，所述引水管有多根，所述压缩储氢系统有三台。
14.为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：可移动式利用水库水势资源发电制氢的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
15.步骤1：将移动发电车停在干渠下游侧，架设引水管和尾水管；
16.步骤2：打开进水阀，当水管中的水进入水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴带动发电机的转子，将机械能转换成电能，电能通过电缆输送到水电解制氢系统、压缩储氢系统和制氢机组控制柜，此时制氢机组控制柜开始控制水轮发电组、水电解制氢系统和压缩储氢系统工作；
17.步骤3：制氢机组控制柜控制引水管上的管道离心泵，管道离心泵调节引水管的取水水压，从而调节水轮发电组的发电量；
18.步骤4：当水轮发电组运行稳定且发电量稳定时，将制氢机组控制柜切换至制氢模式，制氢机组控制柜控制水电解制氢系统，水电解制氢系统开始工作，产生氢气，氢气输送到压缩储氢系统中进行压缩储存。
19.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
20.1)本发明实现了在水库开闸供水、泄洪时消能发电、储能。
21.2)本发明不影响水库原有的蓄水、供水功能，本发明产生的电力能直接用来制氢并即时存储，还可作为水库闸门设备的自用电和备用电源，从而现实水库水势水能的绿色能源开发和充分利用，现实水库绿色供水，具有十分显著的社会效益和经济效益。
附图说明
22.图1为本发明的结构示意图。
23.其中，11
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干渠下游，12
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干渠上游，121
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闸门，2
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移动发电车，21
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电缆，22
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槽钢基础，3
‑
水轮发电组，31
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水轮机，311
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引水管，312
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进水阀，313
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尾水管，314
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管道离心泵，32
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发电机，4
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水电解制氢系统，5
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压缩储氢系统，6
‑
制氢机组控制柜。
具体实施方式
24.下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点变得更加清楚和容易理解。
25.参阅附图可知：可移动式利用水库水势资源发电制氢的装置，包括位于干渠下游11侧的移动发电车2，移动发电车2上设置有水轮发电组3、水电解制氢系统4和压缩储氢系统5；
26.所述水轮发电组3包括水轮机31和与水轮机31连接的发电机32，水轮机31上端通过引水管311与位于干渠上游12的闸门121处连通，水轮机31下端通过尾水管313与干渠下游11连通，所述引水管311靠近干渠上游12的一端有进水阀312；
27.所述水电解制氢系统4与发电机32连接；
28.所述压缩储氢系统5与水电解制氢系统4连接。
29.所述移动发电车2上设置有控制水轮发电组3、水电解制氢系统4和压缩储氢系统5的制氢机组控制柜6；所述水轮发电组3、水电解制氢系统4、压缩储氢系统5和制氢机组控制柜6之间通过电缆21连接。
30.所述引水管311中部有管道离心泵314。
31.所述水轮发电组3、水电解制氢系统4、压缩储氢系统5和制氢机组控制柜6均通过槽钢基础22支撑在移动发电车2上，并采用高强度螺栓予以固定焊接，确保在发电制氢的过程中设备的正常工作和运行。
32.所述引水管311有多根，所述压缩储氢系统5有三台。
33.可移动式利用水库水势资源发电制氢的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
34.步骤1：将移动发电车2停在干渠下游11侧，架设引水管311和尾水管313；
35.步骤2：打开进水阀312，当水管311中的水进入水轮机31时，将水能转换成机械能，水轮机31的转轴带动发电机32的转子，将机械能转换成电能，电能通过电缆21输送到水电解制氢系统4、压缩储氢系统5和制氢机组控制柜6，此时制氢机组控制柜6开始控制水轮发电组3、水电解制氢系统4和压缩储氢系统5工作；
36.步骤3：制氢机组控制柜6控制引水管311上的管道离心泵314，管道离心泵314调节引水管311的取水水压，从而调节水轮发电组3的发电量；
37.步骤4：当水轮发电组3运行稳定且发电量稳定时，将制氢机组控制柜6切换至制氢模式，制氢机组控制柜6控制水电解制氢系统4，水电解制氢系统4开始工作，产生氢气，氢气输送到压缩储氢系统5中进行压缩储存。
38.实际使用中，移动发电车2是一种专门用于功能单一水库，特别是有一定落差水库，利用其地理优势实现传统意义上只有水电站才能实现的发电功能的可移动式发电车；移动发电车2长13米，宽2.5米，车表面采用防渗水、防漏、防锈涂层，且需承受引水管311中加压的水直接冲击到水轮发电组3的冲击力。作为本发明的纽带，移动发电车2可承载十分高效的成套发电系统。
39.水轮发电组3是本发明生产电能的主要动力设备，也是本发明的核心设备；水轮发电组3是由水轮机31和发电机32组成，是指以水轮机31为原动机将水能转化为电能的发电机。
40.尾水管313将水轮机31转轮出口的水流引至干渠下游11，同时可以回收一部分转轮出口水流的能量，提高效率。
41.水电解制氢系统4以水为原料，由水电解槽、氢(氧)气液分离器、氢(氧)气冷却器、氢(氧)气洗涤器等设备组成。
42.管道离心泵314可实现连续抽水。
43.制氢机组控制柜6控制移动发电车2上的整套系统；当本发明正常运行时可借助制氢机组控制柜6手动或自动开关接通或分断电路；故障或不正常运行时借助制氢机组控制柜6的保护电器切断电路或报警；制氢机组控制柜6中的测量仪表可显示运行中的各种参数，还可对某些参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提示或发出信号。
44.本发明可实现无电启动，压缩储氢系统5的最高压力为70mpa，当储氢量达到60mpa时制氢机组控制柜6将会发出信号。
45.其它未说明的部分均属于现有技术。