一种水电解制氢冷却工艺的系统的制作方法

本技术涉及工业水处理，具体地，涉及一种水电解制氢冷却工艺的系统。

背景技术：

1、火力发电厂水电解制氢装置以双极压滤式电解槽为主体，此外还有一些配套设备，如可控硅整流器、仪表控制柜、除盐水冷却装置、加水配碱装置、氢气贮罐等。制氢工艺流程为：由电解槽各电解小室阴极分解出来的氢气，随碱液一起从主极板阴极侧的出气孔进入氢气管道，在从左右端极板流出并会合，进入框架ⅰ中的氢分离洗涤器，在其中与碱液分离，然后，从氢分离洗涤器顶部的氢气管道进入氢气冷却器。在冷却器中氢气从75-90℃冷却到40度左右，在进入气、水分离器，分离出冷凝水滴，使湿分含量降到4g/nm3，然后经气动薄膜调节阀后进入制氢干燥器进一步干燥。

2、除盐冷却水进入制氢设备氢、氧分离器、可控硅整流元件、干燥器冷凝器后，将热量带入除盐冷却装置表面式换热器，工业水进入换热器将热量带出。但是由于工业水水质不稳定及运行流速缓慢等原因，造成换热器时有发生工业水窜入除盐水系统，致使除盐冷却水中携带大量杂质，氢、氧分离器、可控硅整流元件、干燥器冷凝器将会发生结垢、腐蚀等情况，影响制氢设备换热效果，严重时电解槽温度持续升高，造成跳闸。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种水电解制氢冷却工艺的系统，以解决现有技术中存在的除盐冷却水系统由于冷却器泄漏及结垢导致的设备腐蚀、换热器换热效果差等问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供一种水电解制氢冷却工艺的系统，该系统包括冷却水循环单元、换热介质循环单元和控制单元；所述冷却水循环单元包括制氢装置、冷却水箱和换热器；所述制氢装置的冷却水出口与所述冷却水箱的入口连通；所述冷却水箱的出口与所述换热器的入口连通；所述换热器的出口与所述制氢装置的冷却水入口连通；所述换热介质循环单元包括冷冻装置和冷冻水箱；所述冷冻装置的入口与所述换热器的换热介质出口连通、所述冷冻装置的出口与所述冷冻水箱的入口连通；所述冷冻水箱的出口与所述换热器的换热介质入口连通；所述冷却水箱和所述冷冻水箱上还设有外来除盐水入口，所述冷却水箱的外来除盐水入口和所述冷冻水箱的外来除盐水入口通过除盐水管线用于与除盐水源连通；在所述制氢装置的冷却水入口管线上还设有在线温度传感器，用于实时监测进入所述制氢装置的冷却水的温度；所述控制单元与所述在线温度传感器和所述冷冻装置电连接，用于接受所述在线温度传感器的实时温度信号并根据所述实时温度信号调节所述冷冻装置的功率。

3、可选地，所述冷却水循环单元的换热器的个数为2个。

4、可选地，2个所述换热器并联设置；所述冷却水箱的出口与2个所述换热器的入口分别连通，2个所述换热器的出口分别与所述制氢装置的冷却水入口连通；2个所述换热器的换热介质出口通过冷冻水回水主线与所述冷冻装置的入口连通；2个所述换热器的换热介质入口分别与所述冷冻水箱的出口连通。

5、可选地，所述冷冻装置包括2个风冷式冷冻机。

6、可选地，2个所述风冷式冷冻机并联设置；所述换热器的换热介质出口通过所述冷冻水回水主线与2个所述风冷式冷冻机的入口分别连通，2个所述风冷式冷冻机的出口分别与所述冷冻水箱的入口连通。

7、可选地，在所述冷冻水箱的出口管线上还设有冷冻水温度检测器；所述控制单元与所述冷冻水温度检测器电连接，用于接受所述冷冻水温度检测器和在线温度检测器的温度信号，并根据所述冷冻水温度检测器和在线温度检测器的温度信号调节所述冷冻装置的功率。

8、可选地，在所述冷冻装置的入口管线上设有进料阀，用于调节进入冷冻装置的冷冻水的流量；在所述冷冻装置的出口管线上设有出料阀，用于调节进入冷冻水箱的冷冻水的流量。

9、可选地，在所述冷冻水箱的出口管线上设有冷却介质进料阀，用于调节进入所述换热器的换热介质的流量。

10、可选地，在所述冷冻水箱的出口管线上还设有循环泵。

11、可选地，所述冷冻装置的冷却介质入口用于与工业水装置的出口连通，所述冷冻装置的冷却介质出口用于与工业水装置的入口连通。

12、通过上述技术方案，本实用新型通过使冷冻水依次经换热器、冷冻装置和冷冻水箱返回换热器，形成闭合回路，能够始终提供流量稳定的冷却水，避免冷却效果受到冷却介质的流量和流速的影响。并且，控制单元通过在线温度检测器的温度信号调节冷冻装置的功率，能够实时自动调节冷冻水的水温，提升冷冻水温度的稳定性。同时，冷冻水源与冷却水一致，避免由于装置泄露造成的水体污染的情况。

13、本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种水电解制氢冷却工艺的系统，其特征在于，该系统包括冷却水循环单元(a)、换热介质循环单元(b)和控制单元；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却水循环单元的换热器(3)的个数为2个。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，2个所述换热器(3)并联设置；

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述冷冻装置包括2个风冷式冷冻机(4)。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，2个所述风冷式冷冻机(4)并联设置；

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述冷冻水箱(5)的出口管线上还设有冷冻水温度检测器；

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述冷冻装置的入口管线上设有进料阀，用于调节进入冷冻装置的冷冻水的流量；

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述冷冻水箱(5)的出口管线上设有冷却介质进料阀，用于调节进入所述换热器(3)的换热介质的流量。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述冷冻水箱(5)的出口管线上还设有循环泵。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷冻装置的冷却介质入口用于与工业水装置的出口连通，所述冷冻装置的冷却介质出口用于与工业水装置的入口连通。

技术总结
本技术涉及一种水电解制氢冷却工艺的系统，本技术通过使冷冻水依次经换热器、冷冻装置和冷冻水箱返回换热器，形成闭合回路，能够始终提供流量稳定的冷却水，避免冷却效果受到冷却介质的流量和流速的影响。并且，控制单元通过在线温度检测器的温度信号调节冷冻装置的功率，能够实时自动调节冷冻水的水温，提升冷冻水温度的稳定性。同时，冷冻水源与冷却水一致，避免由于装置泄露造成的水体污染的情况。

技术研发人员：刘林,杨乐乐,胡慧根
受保护的技术使用者：国能锦界能源有限责任公司
技术研发日：20230728
技术公布日：2024/1/22