一种带化学提质蓄热的潜艇多能联供系统的制作方法

技术特征：
1.一种带化学提质蓄热的潜艇多能联供系统，其特征在于：所述系统包括四个子系统，分别是柴油动力子系统、化学提质蓄热子系统、制氢储氢子系统和制冷子系统；所述柴油动力子系统通过管道与化学提质蓄热子系统连接；所述制氢储氢子系统通过管道与化学提质蓄热子系统连接；所述制冷子系统通过管道与化学提质蓄热子系统连接；所述柴油动力子系统包括给水泵1、内部换热器i、柴油机2和发电机3；所述化学提质蓄热子系统中的化学热泵提质单元包括吸热反应装置5、中低温储热装置6、精馏塔7、分离装置8、回热器9和中高温余热化学存储装置10，所述吸热反应装置5内部填充基于化学储热原理的反应原料，该反应原料可在低温环境中发生正向吸热反应(在高温环境中发生逆向反应，该逆向反应为放热反应)；所述化学提质蓄热子系统中的中高温蓄热单元包括中高温余热化学存储装置10、中高温储热装置11、中高温生成物储罐12、压气机a和阀门b，所述中高温余热化学存储装置10内部填充基于化学储热原理的反应原料，该反应原料可发生正向吸热反应(其逆向反应为放热反应)；所述制氢储氢子系统包括重整制氢反应装置19和氢气储罐20；所述制冷子系统包括高压发生器13、低压发生器14、冷凝器15、蒸发器16、吸收器17和高温热交换器18。2.根据权利要求1所述的一种带化学提质蓄热的潜艇多能联供系统，其设备连接特征如下：所述给水泵1的出口通过管道与柴油机内部换热器i的入口连接；所述柴油机2的内部换热器i的缸套冷却水出口通过管道与化学提质蓄热子系统4的缸套冷却水入口4a连接；所述发电机3通过传动轴与柴油机2连接；所述化学热泵提质单元的吸热反应装置5的内部换热器ii的入口(即4a口)通过管道与柴油机2的内部换热器i的缸套冷却水出口连接；所述吸热反应装置5的内部换热器ii的缸套冷却水出口通过管道与中低温储热装置6的缸套冷却水入口6a连接；所述吸收器17的溴化锂稀溶液出口17b通过管道与中低温储热装置6的溴化锂稀溶液入口6c连接；所述中低温储热装置6的溴化锂稀溶液出口6d通过管道与高温热交换器18的溴化锂稀溶液入口18a连接；所述化学热泵提质单元的吸热反应装置5的反应原料
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反应产物出口5a通过管道与精馏塔7的反应原料
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反应产物入口7a连接；所述精馏塔7的反应原料出口7b通过管道与吸热反应装置5的反应原料入口5b连接；所述精馏塔7的反应原料
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反应产物出口7c通过管道与分离装置8的反应原料
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反应产物入口8a连接；所述分离装置8的反应产物出口8b通过管道与回热器9的反应产物入口9a连接；所述分离装置8的反应原料出口8c通过管道与精馏塔7的反应原料入口7d连接；所述回热器9的反应原料出口9d通过管道与吸热反应装置5的反应原料入口5c连接；所述回热器9的反应产物出口9b通过管道与中高温余热化学存储装置10的内部反应器管道入口10a连接；所述中高温余热化学存储装置10的内部反应器管道出口10b通过管道与回热器9的反应原料入口9c连接；所述中高温蓄热单元的中高温余热化学存储装置10的反应产物出口10d通过管道与中高温储热装置11的热源入口11a连接；所述中高温储热装置11的热源出口11d通过管道与压气机a的入口连接；所述压气机a的出口通过管道与中高温生成物储罐12的入口连接；所述中高温生成物储罐12的出口通过管道、阀门b与中高温储热装置11的中高温反应产物入口11c连接；所述中高温储热装置11的中高温反应产物出口11b通过管道与中高温余热化学存
储装置10的反应产物入口10c连接；所述重整制氢反应装置19的内部换热器vi的导热油入口通过管道与化学提质蓄热子系统4的导热油出口4d连接；所述重整制氢反应装置19的内部换热器vi的导热油出口通过管道与化学提质蓄热子系统4的导热油入口4e连接；所述重整制氢反应装置19的氢气出口19a通过管道与氢气储罐20的氢气进口连接；所述高压发生器13的内部换热iv的导热油出口通过管道与化学提质蓄热子系统4的导热油入口4c连接；所述高压发生器13的内部换热器iv的导热油入口通过管道与化学提质蓄热子系统4的导热油出口4b连接；所述高压发生器13的水蒸汽出口13a通过管道与低压发生器14的内部换热器v的水蒸汽入口连接；所述低压发生器14的内部换热器v的水蒸汽出口通过管道与冷凝器15的水蒸汽入口15a连接；所述低压发生器14的低压水蒸汽出口14c与冷凝器15的低压水蒸汽入口15c连接；所述冷凝器15的水出口15b通过管道与蒸发器16的入口16a连接；换热介质水通过蒸发器16的内部换热器vii与蒸发器内的水蒸汽进行换热；所述蒸发器16的水蒸汽出口16b通过管道与吸收器17的水蒸汽入口17a连接；所述高压发生器13的溴化锂浓溶液出口13b通过管道与高温热交换器18的溴化锂浓溶液入口18c连接；所述高温热交换器18的溴化锂浓溶液出口18d通过管道与低压发生器14的溴化锂浓溶液入口14a连接；所述低压发生器14的溴化锂浓溶液出口14b通过管道与吸收器17的溴化锂浓溶液入口17c连接；所述吸收器17的溴化锂稀溶液出口17b与化学提质蓄热子系统的中低温储热装置6的溴化锂稀溶液入口6c连接；所述化学提质蓄热子系统的中低温储热装置6的溴化锂稀溶液出口6d通过管道与高温热交换器18的溴化锂稀溶液入口18a连接；所述高温热交换器18的溴化锂稀溶液出口18b通过管道与高压发生器13的溴化锂稀溶液入口13c连接。3.根据权利要求1所述的一种带化学提质蓄热的潜艇多能联供系统，其特征在于所述系统按如下步骤进行：所述柴油动力子系统工作时，柴油机3产生大量余热，被缸套冷却水吸收后进入化学提质蓄热子系统的吸热反应装置5，吸热反应装置5内部的反应原料通过内部换热器ii吸收缸套冷却水的余热，换热后的缸套冷却水温度降低并进入中低温储热装置6进一步释放余热，最后缸套冷却水温度降至环境温度并排出；所述化学提质蓄热子系统的工作过程分为储能和释能两个阶段，在储能阶段，所述吸热反应装置5内部的反应原料吸热后升温，在合适的温度及压力下发生正向吸热反应，反应产物与部分未反应的反应原料被输送至精馏塔7；在所述精馏塔7中，根据反应产物和反应原料沸点的不同，将反应产物与反应原料进行分离，沸点较高的大部分反应原料留在精馏塔7中，随后被排回至吸热反应装置5；经分离得到的具有一定温度且沸点较低的反应产物和少量反应原料温度降低并进入分离装置8；在所述分离装置8中，将反应原料和反应产物进行进一步分离，得到高纯度反应产物，被分离出的反应原料回到精馏塔7，高纯度反应产物进入回热器9；在所述回热器9中，高纯度反应产物吸热升温，随后进入中高温余热化学存储装置10的内部反应器管道；在所述中高温余热化学存储装置10的内部反应器管道中，高纯度反应产物在合适的温度及压力下发生逆向放热反应，放出的热量被中高温余热化学存储装置10的内部反应器管道外部填充的反应原料吸收，同时逆向放热反应生成的具有一定温度的反应原料以及未反应的反应产物排回至回热器9；在所述回热器9中，具有一定温度的反应原料以及未反应的反应产物与来自分离装置8的高纯度反应产物进行换热，具有一
定温度的反应原料以及未反应的反应产物放热降温并排回至吸热反应装置6；来自分离装置8的高纯度反应产物吸热升温并进入中高温余热化学存储装置10的内部反应器管道；在储能阶段，所述中高温蓄热单元中，中高温余热化学存储装置10的内部反应器管道外部填充的反应原料吸收热量后升温，在合适的温度及压力下发生正向吸热反应，反应产物中包含固态、气态或液态的生产物，随后根据生成物相态及密度的不同，将生成物分离，密度大的固态生成物留在中高温余热化学存储装置10中；具有一定温度且密度小的气态或液态的生成物在压气机的作用下进入中高温储热装置11进行换热，换热后具有一定温度且密度小的气态或液态生成物温度降低并经压气机送入中高温生成物储罐12进行储存；在释能阶段，所述中高温生成物储罐12中的气态或液态的生成物排除，经过中高温储热装置11进行换热，被预热至一定温度后，进入中高温余热化学存储装置10，在合适的压力及温度下与中高温余热化学存储装置10中原有的固态生成物发生逆向放热反应；所述制冷子系统工作时，吸收器17内部的溴化锂水溶液进入化学热泵提质单元中的中低温储热装置6，溴化锂水溶液被预热至一定温度后进入高温热交换器18继续换热；同时，所述制冷子系统中，高压发生器13的内部换热器iv中的导热油通过中高温余热化学存储装置10的内部换热器iii吸收化学反应放出的较高品位热能，导热油被加热到一定温度后进入高压发生器13的内部换热器iv换热，高压发生器13中的溴化锂水溶液被加热后，分离出水蒸汽和溴化锂浓溶液，水蒸汽通过管道进入低压发生器14的内部换热器v换热后，与低压发生器14中的低压水蒸汽一起经冷凝器15进入蒸发器16，水急速膨胀而汽化，并在汽化过程中通过蒸发器16的内部换热器vii吸收换热介质水的热量，从而达到降温制冷的目的；所述制氢储氢子系统工作时，重整制氢反应装置19的内部换热器vi中的导热油通过中高温余热化学存储装置10的内部换热器iii吸收化学反应放出的较高品位热能，导热油被加热至一定温度后进入重整制氢反应装置19的内部换热器vi换热，从而重整制氢反应装置19内部发生重整反应制得氢气。

技术总结
一种带化学提质蓄热的潜艇多能联供系统，属于能源动力技术领域。本发明所述系统包含四个子系统，分别是柴油动力子系统、化学提质蓄热子系统、制氢储氢子系统和制冷子系统。本发明所述系统除提供常规动力外，还可完成余热的提质及蓄热，并提供氢能、热能和冷能，显著节约了潜艇的燃料和降低了液氧消耗量，从而提高潜艇的巡航里程和隐蔽性，提升了综合能源利用效率，对于潜艇的作战性能有较大的提升。对于潜艇的作战性能有较大的提升。对于潜艇的作战性能有较大的提升。


技术研发人员：冉鹏 周霄
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：2021.07.24
技术公布日：2021/11/21