技术领域
[0001] 本实用新型涉及冷量回收发电技术领域，特别涉及到一种液氢气化冷量回收发电装置。
背景技术
[0002] 随着氢能产业的发展，加氢站建设进度也在不断
加速。我国现有加氢站数量约为20余座，预计至2020年将达到100座，至2030年将达到1000座。
[0003] 加氢站可分为气氢加氢站和液氢加氢站，其中液氢加氢站在国外非常普遍，比如：在日本有一半的加氢站是液氢加氢站。液氢加注过程为：先用液氢
泵对液氢进行
增压，然后在高压气化器里面让它吸收环境空气中的热量自然气化。液氢泵对液体进行增压能耗比
压缩机给气体增压的能耗小得多，从而节省了
电能。据报道，日加氢量规模超1000kg以上时，液氢加氢站和气氢加氢站相比，前者设备投资要比后者低20％左右，因此液氢加氢站得到了广泛的推广。
[0004] 目前，液氢加氢站在给
燃料电池车加氢时，液氢在气化器中释放的冷量绝大部分直接排放到环境中，不但影响了环境的
温度，并且浪费了大量的冷量，即浪费了
能源，因此回收冷量对于进一步提升液氢加氢站的能效有重要意义。实用新型内容
[0005] 为解决
现有技术存在的问题，本实用新型目的提供了一种设计合理、结构简单、液氢气化冷量被二
氧化
碳工质热
力循环利用以降低冷端温度，使
热力循环将电
蓄热器中的
热能以90％以上的效率转换为电能，避免液氢在气化器中释放的冷量被浪费，节省了资源的液氢气化冷量回收发电装置。
[0006] 为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案来实现的：
[0007] 一种液氢气化冷量回收发电装置，其特征在于，包括
[0008] 一用于给
燃料电池车进行加氢的加氢装置；
[0009] 一用于通过二氧化碳工质热力循环将热能转换为电能的二氧化碳发电装置；
[0010] 一用于将加氢装置在加氢过程中释放的冷量传递至二氧化碳发电装置的二氧化碳工质作为冷却源的
传热介质循环装置，所述传热介质循环装置设置在加氢装置与二氧化碳发电装置之间且主要用于冷量的传递。
[0011] 在本实用新型的一个优选
实施例中，所述加氢装置包括
[0012] 一用于盛放液氢的液氢罐；
[0013] 一用于将从液氢罐流出的氢液增压至氢气加注所需要的压力的液氢泵，所述液氢泵的进液口与液氢罐的出液口相连通；
[0014] 一用于将经过液氢泵增压氢液进行气化的气化器，所述气化器的氢侧进口与液氢泵的出液口相连通，所述气化器释放的冷量通过传热介质循环装置传递至二氧化碳发电装置的二氧化碳工质作为冷却源；
[0015] 一用于对经过气化器气化的氢气进行储存的蓄压器，所述蓄压器的进气口与气化器的氢侧出口相连通；
[0016] 一用于给燃料电池车进行加氢的氢气加注机，所述氢气加注机的进气口与蓄压器的出气口相连通。
[0017] 在本实用新型的一个优选实施例中，所述二氧化碳发电装置包括[0018] 一通过传热介质循环装置将加氢装置在加氢过程中释放的冷量作为二氧化碳工质
液化冷源的冷却器；
[0019] 一用于将通
过冷却器进行液化的二氧化碳工质增压至设定压力值的二氧化泵，所述二氧化泵的进液口与冷却器的出液口相连通；
[0020] 一用于对经过二氧化泵增压后的二氧化碳工质进行加热的低温
回热器，所述低温回热器的高压侧进口与二氧化碳泵的出液口相连通，所述低温回热器的低压侧出口与冷却器的进口相连通；
[0021] 一用于对经过低温回热器进行加热的二氧化碳工质进行预加热的预热器，所述预热器的进口与低温回热器的高压侧出口相连通；
[0022] 一用于对经过预热器预加热的二氧化碳工质进行加热的高温回热器，所述高温回热器的高压侧进口与预热器的出口相连通，所述高温回热器的低压侧出口与低温回热器的低压侧进口相连通；
[0023] 一用于对经过高温回热器加热的二氧化碳进行再次加热的电蓄热器，所述电蓄热器的进口与高温回热器的高压侧出口相连通；
[0024] 一用于推动发
电机产生电力的透平，所述透平的进口与电蓄热器的出口相连通，所述透平的排气口与高温回热器的低压侧进口相连通。
[0025] 在本实用新型的一个优选实施例中，所述传热介质循环装置包括传热介质
循环泵和传热介质循环管道，所述传热介质循环管道的进口与加氢装置的冷量出口相连通，所述传热介质循环管道的出口与二氧化碳发电装置的液化进口相连通，所述传热介质循环泵的进口与二氧化碳发电装置的传热介质侧出口相连通，所述传热介质循环泵的出口与加氢装置的传热介质侧进口相连通。
[0026] 与现有技术相比，本实用新型的液氢气化冷量被二氧化碳工质热力循环利用以降低冷端温度，使热力循环将电蓄热器中的热能以90％以上的效率转换为电能。电蓄热器的热能在夜间电费较低时通过电加热方式蓄积，白天在电费较高时，通过二氧化碳工质热力循环将热能转换为电能，从电费差价中获得可观的收益。该装置无任何排放物，也不需要添加燃料。
附图说明
[0027] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028] 图1为本实用新型的控制原理图。
具体实施方式
[0029] 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，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0030] 参照图1所示，图中给出了一种液氢气化冷量回收发电装置，包括加氢装置、二氧化碳发电装置和传热介质循环装置。
[0031] 加氢装置用于给燃料电池车进行加氢，二氧化碳发电装置用于通过二氧化碳工质热力循环将热能转换为电能，传热介质循环装置用于将加氢装置在加氢过程中释放的冷量传递至二氧化碳发电装置的二氧化碳工质作为冷却源，传热介质循环装置设置在加氢装置与二氧化碳发电装置之间且主要用于冷量的传递。
[0032] 加氢装置包括液氢罐1000、液氢泵1100、气化器1200、蓄压器1300、氢气加注机1400，液氢罐1000用于盛放液氢，液氢泵1100用于将从液氢罐1000流出的氢液增压至氢气加注所需要的压力，液氢泵1100的进液口与液氢罐1000的出液口相连通。
[0033] 气化器1200用于将经过液氢泵1100增压氢液进行气化，气化器1200的氢侧进口与液氢泵1100的出液口相连通，气化器1200释放的冷量通过传热介质循环装置传递至二氧化碳发电装置的二氧化碳工质作为冷却源。
[0034] 蓄压器1300用于对经过气化器1200气化的氢气进行储存，蓄压器1300的进气口与气化器1200的氢侧出口相连通，氢气加注机1400用于给燃料电池车进行加氢，氢气加注机1400的进气口与蓄压器1300的出气口相连通。
[0035] 二氧化碳发电装置包括冷却器800、二氧化泵100、低温回热器200、预热器300、高温回热器400、电蓄热器500、透平600和发电机700。
[0036] 冷却器800通过传热介质循环装置将加氢装置在加氢过程中释放的冷量作为二氧化碳工质液化冷源，二氧化泵100用于将通过冷却器800进行液化的二氧化碳工质增压至设定压力值，二氧化泵100的进液口与冷却器800的出液口相连通。
[0037] 低温回热器200用于对经过二氧化泵100增压后的二氧化碳工质进行加热，低温回热器200的高压侧进口与二氧化碳泵100的出液口相连通，低温回热器200的低压侧出口与冷却器800的进口相连通。
[0038] 预热器300用于对经过低温回热器200进行加热的二氧化碳工质进行预加热，预热器300的进口与低温回热器200的高压侧出口相连通，高温回热器400用于对经过预热器300预加热的二氧化碳工质进行加热，高温回热器400的高压侧进口与预热器300的出口相连通，高温回热器400的低压侧出口与低温回热器200的低压侧进口相连通。
[0039] 电蓄热器500用于对经过高温回热器400加热的二氧化碳进行再次加热，电蓄热器500的进口与高温回热器400的高压侧出口相连通，透平600用于推动发电机700产生电力，透平600的进口与电蓄热器500的出口相连通，透平600的排气口与高温回热器400的低压侧进口相连通。
[0040] 传热介质循环装置包括传热介质循环泵900和传热介质循环管道，气化器1200的传热介质侧出口通过传热介质循环管道与冷却器800的传热介质侧进口相连通，传热介质循环泵900的进口与冷却器800的传热介质侧出口相连通，传热介质循环泵900的出口与气化器1200的传热介质侧进口相连通。
[0041] 本实用新型具体工作原理如下：
[0042] 液氢泵1100将液氢罐100中的液氢增压至氢气加注所需的高压，如：70MPa，经气化器1200气化，再进入蓄压器1300储存，最后通过氢气加注机1400用于给燃料电池车加氢。
[0043] 传热介质循环泵900将传热介质在冷却器800和气化器1200之间循环流动，将气化器1200中液氢释放的冷量传递给冷却器800使二氧化碳工质液化。
[0044] 二氧化碳泵100将液体二氧化碳工质增压至约5MPa，增压后的二氧化碳工质经低温回热器200加热，再经预热器300由环境空气加热，再经高温回热器400加热，然后进入电蓄热器500加热至700℃，然后进入透平600膨胀至0.8MPa，透平600推动发电机700产生电力，透平600排气依次经高温回热器400和低温回热器200释放余热，再经冷却器800冷却至-50℃，再回到二氧化碳泵100。
[0045] 电蓄热器500在电费低的时段，如：夜间，将电能转化为热能储存。冷却器800和气化器1200的传热介质侧有一定的容积，可以储存一部分液氢气化释放的冷量，从而使冷量回收发电过程更加平稳。
[0046] 综上所述本实用新型的液氢气化冷量被二氧化碳工质热力循环利用以降低冷端温度，使热力循环将电蓄热器中的热能以90％以上的效率转换为电能。电蓄热器的热能在夜间电费较低时通过电加热方式蓄积，白天在电费较高时，通过二氧化碳工质热力循环将热能转换为电能，从电费差价中获得可观的收益。该装置无任何排放物，也不需要添加燃料。
[0047] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的
权利要求书及其等同物界定。
