面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统及其运行方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115973348A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211596948.9C25B1/04(2021.01)(22)申请日2022.12.12C25B9/00(2021.01)C25B9/65(2021.01)(71)申请人哈尔滨工业大学（深圳）C02F1/00(2023.01)地址518055广东省深圳市南山区桃源街C02F1/469(2023.01)道深圳大学城哈尔滨工业大学校区C02F1/44(2023.01)(72)发明人张明明王夷飞徐心海董广忠C02F1/04(2023.01)冯宇杨月C02F103/08(2006.01)(74)专利代理机构北京隆源天恒知识产权代理有限公司11473专利代理师丁晴晴(51)Int.Cl.B63B35/00(2020.01)B63J1/00(2006.01)H04L67/12(2022.01)C02F9/00(2023.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统及其运行方法(57)摘要本发明提供了一种面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统及其运行方法，涉及海上风电开发技术领域。所述系统包括船舶以及设置于所述船舶内的制氢装置、储氢装置，所述制氢装置用于将海水或淡水电解成氢气和氧气，所述储氢装置用于储存所述制氢装置产生的氢气，所述船舶用于与海上风电基站连接以及在所述海上风电基站与母港之间往来。本发明将制氢与储氢装置集成在船舶内部，同时实现海上绿氢的制、储、运一体化集成，结构简单，功能明确，可根据海上风电规模大小实现精准定制，减少施工量及成本，降低各设备的维护难度，提升整个系统的稳定性与灵活度，并可于岸上进行制造、改造、维护与维修，避免了成本高、风险大的海上与海底作业。CN115973348ACN115973348A权利要求书1/2页1.一种面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统，其特征在于，包括：船舶以及设置于所述船舶内的制氢装置、储氢装置，所述制氢装置用于将海水或淡水电解成氢气和氧气，所述储氢装置用于储存所述制氢装置产生的氢气，所述船舶用于与海上风电基站连接以及在所述海上风电基站与母港之间往来。2.根据权利要求1所述的面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统，其特征在于，所述制氢装置包括电解池(5)，所述电解池(5)通过第一输氢管道(24)与所述储氢装置连接。3.根据权利要求2所述的面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统，其特征在于，所述储氢装置包括依次连接的干燥器(7)、压缩机(8)和储氢罐(9)，所述干燥器(7)用于去除所述制氢装置产生的氢气中的水分，所述压缩机(8)用于对干燥后的氢气进行压缩，所述储氢罐(9)用于储存压缩氢气。4.根据权利要求3所述的面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统，其特征在于，还包括海水淡化装置，所述海水淡化装置包括海水淡化舱(1)以及设置于所述海水淡化舱(1)内且依次连接的过滤器(103)、杀菌器(104)、反渗透装置(105)和电渗析装置(106)，所述海水淡化舱(1)上设置有进水口(101)，所述海水淡化舱(1)通过所述进水口(101)抽取海水，海水依次进入所述过滤器(103)、所述杀菌器(104)、所述反渗透装置(105)和所述电渗析装置(106)进行淡化处理。5.根据权利要求4所述的面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统，其特征在于，还包括淡水储罐(2)、第一换热器(10)和第二换热器(11)；所述淡水储罐(2)的一端与所述电渗析装置(106)连接，所述淡水储罐(2)的另一端与所述电解池(5)连接；所述第一换热器(10)的一端与所述船舶的发动机(18)连接，所述第一换热器(10)的另一端与所述淡水储罐(2)连接；所述第二换热器(11)的一端与所述船舶的发送机连接，所述第二换热器(11)的另一端与所述电解池(5)连接。6.根据权利要求1‑5任一项所述的面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统，其特征在于，还包括电力电子转换装置，所述海上风电基站包括风电机组，所述风电机组用于通过风力发电，所述电力电子转换装置用于将所述风电机组产生的电能转换为所述制氢装置和所述海水淡化装置所需规格的电能。7.根据权利要求6所述的面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统，其特征在于，所述电力电子转换装置包括：AC/DC转换器(4)，用于将所述风电机组产生的交流电转换为直流母线中的直流电；DC/AC转换器，分别连接所述直流母线和所述海水淡化装置，用于将所述直流母线中的直流电转换为所述海水淡化装置所需规格的交流电；第一DC/DC转换器，分别连接所述直流母线和所述电解池(5)，用于将所述直流母线中的直流电转换为所述电解池(5)所需规格的直流电；第