一种浮式风电制氢装置的制作方法

1.本实用新型涉及风电技术领域，特别涉及一种浮式风电制氢装置。


背景技术：

2.随着深远海的开发，深远海风电技术也得到发展。目前人们开始逐渐开发深远海风电平台。常规地，风电平台一般将风能转换为电能后，通过升压站升压后由海底电缆输送到岸上电网，此存在一些弊端：第一、深远海浮式风电平台离岸较远，这导致电力的输送成本较大，降低了浮式风电场的经济性。第二、由于风场的间歇性和不稳定性，导致发出来的电的品质满足不了电网的要求，或者发出的电和消耗不匹配。上述弊端在一定程度上削弱了风电项目的经济性。


技术实现要素：

3.本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种浮式风电制氢装置。
4.为实现达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.本实用新型提供一种浮式风电制氢装置，具有这样的特征，包括：平台本体、风机、电解水制氢模块、海水淡化模块、淡水纯化模块、提升泵、变电站、氢气压缩机机组、储氢瓶、吊机；海水淡化模块、淡水纯化模块、电解水制氢模块设置在平台本体上，海水淡化模块通过管道连接提升泵，提升泵位于海水水面下，海水淡化模块的出水管道连接淡水纯化模块，淡水纯化模块的出水管道管道连接电解水制氢模块；变电站设置在平台本体上，风机电连接变电站，变电站电连接电解水制氢模块；电解水制氢模块为多组，每组对应设置在一个集装箱内；氢气压缩机机组设置在平台本体上，电解水制氢模块通过管道连接氢气压缩机机组，储氢瓶可拆卸连接于氢气压缩机机组；吊机设置在平台本体边缘位置，储氢瓶位于吊机的起重臂的吊装范围内。
6.在本实用新型提供的浮式风电制氢装置中，还可以具有这样的特征：其中，每组解水制氢模块分别包括供电单元、电解单元、冷却单元；供电单元电连接变电站，电解单元电连接供电单元，冷却单元连接电解单元；电解单元为质子交换膜水电解槽。
7.在本实用新型提供的浮式风电制氢装置中，还可以具有这样的特征：其中，集装箱内分隔有供电间、电解间、冷却间；供电单元设置在供电间；电解单元设置在电解间；冷却单元设置在冷却间。
8.在本实用新型提供的浮式风电制氢装置中，还可以具有这样的特征：其中，海水淡化模块为二级反渗透设备。
9.在本实用新型提供的浮式风电制氢装置中，还可以具有这样的特征：其中，淡水纯化模块为电渗析设备或离子交换膜设备。
10.在本实用新型提供的浮式风电制氢装置中，其特征在于，还包括：气动阀及供气模块；供气模块设置在平台本体上，供气装置为压缩空气供气装置和/或氮气供气装置；气动
阀连接供气模块，气动阀为若干个，设置在管道上。
11.在本实用新型提供的浮式风电制氢装置中，其特征在于，还包括：综合仓，综合仓设置在平台本体上，综合仓分隔为消防设备室、应急配电室以及休息室。
12.在本实用新型提供的浮式风电制氢装置中，还可以具有这样的特征：其中，平台本体呈三角形结构；电解水制氢模块设置在三角形结构的中部；储氢瓶位于三角形结构的边缘位置。
13.在本实用新型提供的浮式风电制氢装置中，还可以具有这样的特征：其中，提升泵的数量为1至3个，提升泵设置在三角形结构的顶角位置。
14.在本实用新型提供的浮式风电制氢装置中，还可以具有这样的特征：其中，平台本体上安装有若干火灾报警器和氢气泄漏报警器。
15.本实用新型的有益效果：
16.本实用新型提供的浮式风电制氢装置设置有风机、电解水制氢模块、海水淡化模块、淡水纯化模块、提升泵、变电站、氢气压缩机机组以及吊机，通过各部件之间运行，实现了集风力发电、海水淡化纯化、电解水制氢、氢气运输为一体。本实用新型解决了传统深远海浮式风电平台风电输送成本高、并网效率低的缺陷，本实用新型风电转换为氢气，并且设置有方便管理存储及运输氢气的相关结构，使得能源得到了有效的利用，且非常方便。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例中的浮式风电制氢装置的结构俯视图；
18.图2是本实用新型实施例中的浮式风电制氢装置的结构侧视图。
19.附图标记：1-平台本体；2-风机；3-电解水制氢模块；3a-供电间；3b-电解间；3c-冷却间；4-海水淡化模块；5-淡水纯化模块；6-提升泵；7-变电站；8-氢气压缩机机组；9-储氢瓶；10-吊机；11-连接索；12-立柱；13-供气模块；14-综合仓；15-安全逃生通道。
具体实施方式
20.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型的风电制氢浮式平台作具体阐述。
21.《实施例》
22.参阅图1和图2，一种浮式风电制氢装置包括：平台本体1、风机2、电解水制氢模块3、海水淡化模块4、淡水纯化模块5、提升泵6、变电站7、氢气压缩机机组8、储氢瓶9、吊机10。
23.平台本体1可以采用半潜浮浮体或张力腿浮体等常规浮体结构。平台本体1呈三角形结构，该三角形结构可以有效抗弯矩，在海上风浪过大时，起到保护平台的作用，提高平台的稳定性。三角形结构的三个顶角位置分别设置有立柱12，立柱12内部为空压舱，该空压舱直接连通海水。每根立柱12上固定有两条连接索11，连接索11的末端连接锚固件或配重件。平台本体1的甲板周围设置的环甲板的安全逃生通道15，每个立柱外侧都设置有通向海面的安全逃生楼梯。
24.风机2设置在平台本体1侧旁，风机2的数量可根据实际需求设置。风机2电连接变电站7，变电站7设置在平台本体1上。
25.提升泵6的数量设置为1至3个，提升泵6设置在立柱12内部的空压舱内，位于海水
水面下，通过提升泵6抽提海水。在本实施例中提升泵6的数量如图1所示设置为2个。
26.如图1所示，海水淡化模块4和淡水纯化模块5均设置在平台本体1上。海水淡化模块4通过管道连接提升泵6，海水淡化模块4的出水管道连接淡水纯化模块5。海水淡化模块4用于进行海水淡化，海水淡化模块4为二级反渗透设备。淡水纯化模块5用于进行淡水纯化，淡水纯化模块5采用电渗析设备或离子交换膜设备，其得到纯水满足gb/t37562-2019的规定，获得的纯水作为电解水制氢的用水及冷却用水。优选地，将海水淡化模块4和淡水纯化模块5设置在同一个集装箱撬块中，采用集装箱撬块形式将海水淡化模块4和淡水纯化模块5集成为一体，方便统一管理控制。
27.电解水制氢模块3设置在平台本体1上，位于三角形结构的中部。电解水制氢模块3为多组，每组对应设置在一个集装箱内。多组电解水制氢模块3可以根据需求进行排列，相邻集装箱之间的距离不小于3米。在本实施例中示意了设置有三个电解水制氢模块3的情况，三个电解水制氢模块3呈并列排布，但不以此为限制，在实际情况中可根据工程要求来设置电解水制氢模块3的数量及位置排布。如图1所示，每个集装箱通过防爆板分隔成供电间3a、电解间3b和冷却间3c，相邻隔间的防爆板不设置使人员通过的门，每个隔间在集装箱的侧面分别设置有使人员进出的门。每组电解水制氢模块分别包括供电单元、电解单元、冷却单元，其中供电单元设置在供电间3a，电解单元设置在电解间3b，冷却单元设置在冷却间3c。供电单元电连接变电站7，供电单元包括变压器、整流器、直流电源，变压器对变电站输送的电进行降压处理，整流器将低压交流电整流成直流电输入直流电源，直流电源作为电解水制氢的电源。电解单元电连接供电单元，电解单元采用质子交换膜水电解器。冷却单元连接电解单元和淡水纯化模块5，用于对电解液(纯水)进行冷却，冷却单元采用循环冷却机或换热器。
28.氢气压缩机机组8设置在平台本体1上，电解水制氢模块3的氢气输出管连接氢气压缩机机组8，储氢瓶9通过可拆卸连接方式(例如法兰连接)连接于氢气压缩机机组8，通过氢气压缩机机组8将氢气进行压缩装瓶。储氢瓶9放置在平台本体1的边缘位置，方便装船运输。在本实施例中在平台本体1的边缘位置设置有用于存放储氢瓶9的存放支架结构，储氢瓶9放置在存放支架结构的对应区域中，方便储氢瓶有序存放和数量管理。
29.吊机10设置在平台本体边缘位置，优选设置在立柱上。吊机10采用塔式吊机。储氢瓶9存放位置位于吊机10的起重臂的吊装范围内。通过吊机10将装有氢气的储氢瓶9吊装到运输船上运走，将空的储氢瓶9从运输船上吊装到平台上。
30.本实施例的风电制氢浮式平台的连接管道中根据实际需求设置有若干气动阀，用于管控管道内流体的流向及流量。平台本体1上设置有供气模块13，供气装置13为压缩空气供气装置和/或氮气供气装置，气动阀连接供气模块13。
31.优选地，平台本体1上还可设置有控制台，方便统一的管理。控制台中设置有plc电气控制柜、上位机、无线通讯设备。plc电气控制柜电连接各电气设备，上位机连接plc电气控制柜和无线通讯设备。另外，还可以根据实际需求采用通讯船舶作为远程遥控平台，与平台本体1上的控制台通过无线讯通连接，该海上远程无线通讯方式是现有技术海运管理领域的常规技术手段，此处不再详细阐述。
32.平台本体1上分布安装有若干火灾报警器和若干氢气泄漏报警器。其中火灾报警器可采用烟感报警器、温感报警器、光感报警器中的任意一种或几种组合。
33.如图1所示，平台本体1的立柱区域还设置有综合仓14，综合仓14分隔为消防设备室、应急配电室以及休息室。消防设备室用于存放各类消防设备。应急配电室内具有独立的应急发电机，应急发电机可采用燃油发电机。本实施例的风电制氢浮式平台中风机产生的电力除了供海水淡化纯化、电解水制氢这类工作用电外，还提供平台本体1上的生活用电，比如休息室的供电。
34.上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。