一种新能源制氢船的制作方法

1.本发明涉及新能源制氢技术领域，具体涉及一种新能源制氢船。


背景技术：

2.加快全球能源转型，实现绿色低碳发展，是当今国际社会的共同使命。可再生能源制氢技术作为一种新型的储能方式，是缓解能源瓶颈和气候变暖问题的有效手段，海上风资源与水资源十分丰富，利用海上可再生能源制氢，可以充分利用资源，缓解能源紧缺的问题。大规模海上利用风能制氢储能的船只，目前世界上还未出现处于空白阶段，在系统的关键性技术、效率提升和经济性方面未能取得实质性的进展，全球还尚未研发出一种真正可以在海上进行大规模制氢的工程装备船只。因此，为大力研究和发展海上可再生能源制氢装备船只，创造性地提出了一套工程技术可行、经济性佳的路径，具有十分重要的指导意义和实际价值。


技术实现要素：

3.1、发明要解决的技术问题
4.本发明目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种新能源制氢船，它能提供充足、稳定、大功率的电源，为制氢装置提供强大的能量保障，海上取之不尽的海水又为制氢工程源源不断地提供水源支撑。
5.2、技术方案
6.为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
7.一种新能源制氢船，包括船体，内部具有储水腔；海水管，设于所述船体内；排水管，连接于所述海水管上并伸至所述储水腔内；水力发电机组，设于所述船体内；所述水力发电机组上连接有注水管和尾水管，所述注水管用于海水注入，所述尾水管用于海水排出并伸至所述储水腔内，所述海水管沿所述船体的船头船尾方向水平设置，所述海水管上靠近船头的一端设有增速结构，以提高进入所述海水管内的海水流速，所述船体上还设有动力装置、海水淡化装置、制氢装置和储电系统，所述水力发电机组与所述储电系统相连接。
8.可选地，所述排水管内设有排水阀，所述船体上设有用于监测所述海水管内海水流速的流速传感器。
9.可选地，所述增速结构包括设于所述海水管端部的增速管，所述增速管呈扩口状结构且所述增速管两端的直径比至少为3:1。
10.可选地，所述注水管呈竖向布置，上端进水下端出水。
11.可选地，所述动力装置为设于所述船体上的至少一个风帆。
12.可选地，所述风帆为电动风帆，所述动力装置还包括与所述电动风帆相连接的转向调节模块和升降控制模块。
13.可选地，所述动力装置还包括用于推动所述船体的电能推进系统。
14.可选地，所述船体为双头船。
15.可选地，所述尾水管的出水口距离所述储水腔的底部2m以上。
16.3、有益效果
17.采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
18.本新能源制氢船能提供充足、稳定、大功率的电源，为制氢装置提供强大的能量保障，海上取之不尽的海水又为制氢工程源源不断地提供水源支撑，只要航行于海上的船只不停止，制氢系统就能持续进行，也就是海上氢气能源用之不竭。
附图说明
19.图1为本发明实施例提出的一种新能源制氢船的结构示意图；
20.1、船体；1a、储水腔；2、海水管；3、排水管；4、水力发电机组；5、注水管；6、尾水管；7、增速管；8、风帆。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在现有技术中可以实现，在此不再累赘。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
24.本发明中涉及的“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
25.结合附图1，本实施例的一种新能源制氢船，包括船体1，内部具有储水腔1a，所述储水腔1a为所述船体1内部空腔且位于所述船体的下方；海水管2，设于所述船体1内，所述海水管2为圆柱管，并沿所述船体1的船头船尾方向水平设置，所述海水管2的两端均浸没于海水中，所述海水管2靠近船头的一端设有增速结构，以提高进入所述海水管2内的海水流速，海水从船头一侧进入船尾一侧排出；排水管3，连接于所述海水管2的下侧并伸至下方的所述储水腔1a内，所述排水管3的进水口靠近所述储水腔1a的底壁设置，保证所述排水管3可以将所述储水腔1a内的海水尽可能的排出；水力发电机组4，设于所述船体1内，所述水力发电机组4上连接有注水管5和尾水管6，所述注水管5用于海水注入，所述尾水管6用于海水排出，海水从注水管5进入所述水力发电机组4内用于发电，并从所述尾水管6排至所述储水
腔1a内待排出，并伸至所述储水腔1a内，所述船体1上还设有动力装置、海水淡化装置、制氢装置和储电系统，所述水力发电机组4与所述储电系统相连接。
26.本新能源制氢船的工作原理：海水从注水管5进入水力发电机组4冲击叶轮发电后从尾水管6排出至储水腔1a内，当船体1航行时或者海水在流动时，海水由海水管2的一端流入从另一端流出，通过增速结构可以提高海水在海水管2内的流速，从而利用伯努利原理将储水腔1a内的海水排出船体1外，外部源源不断的海水可持续从注水管5进入水力发电机组4用于发电，从而实现了水力发电机组4的持续发电，即给船只提供了持续的电源，之后制氢装置可利用海水淡化装置分离所得的淡水以及水力发电机组4发出的电能用于制氢，并将氢气进行压缩液化储存，船只根据海上风力情况，几年内都在大海某一海域上航行工作。
27.本新能源制氢船能提供充足、稳定、大功率的电源为制氢装置提供强大的能量保障，海上取之不尽的海水又为制氢工程源源不断地提供水源支撑，只要航行于海上的船只不停止，制氢系统就能持续进行，也就是海上氢气能源用之不竭。
28.作为本发明的可选方案，所述海水淡化装置位于海水管2的上层舱室，从船只底层储水腔1a中直接取水，利用目前世界上普遍采用的反渗透淡化技术，分离所得的淡水为制氢所用；
29.作为本发明的可选方案，制氢装置，采用世界先进的电解水技术，利用电能直接进行电解，并将气态的氢气压缩为液态进行储存，当储存到一定量时由专用运输船只运送至陆地，供居民生活、生产所用。
30.作为本发明的可选方案，所诉储电系统指代船体1上的超大储电系统，通过储电系统对船只上的电源进行科学合理的调配，充分保障船只上的生产、生活、辅助动力等正常工作。
31.作为本发明的可选方案，所述排水管3内设有排水阀，所述船体1上设有用于监测所述海水管2内海水流速的流速传感器，只有在所述流速传感器检测到所述海水管2内的流速达到预设值时，所述排水阀才会开启以使储水腔1a可通过所述排水管3和海水管2排出，若在所述海水管2内海水流速较慢时开启所述排水阀，则所述海水管2内的海水容易通过所述排水管3进入所述储水腔1a。
32.作为本发明的可选方案，所述增速结构包括设于所述海水管2端部的增速管7，所述增速管7呈扩口状结构且所述增速管7两端的直径比至少为3:1，所述增速管7的口径较小端与所述海水管2的端部连接，所述增速管7的口径较大端连接于所述船体1的壁体上，船只航行时整个增速管7浸没于海水之下，海水经过所述增速管7时因为口径减小而流速提高。
33.作为本发明的可选方案，为了提高海水流经所述注水管5时的速度，所述注水管5呈竖向布置，上端进水下端出水，通过高度差使得海水流速提高，从而提高发电能力。
34.作为本发明的可选方案，所述动力装置为设于所述船体1上的至少一个风帆8，使得所述船体1可借助风力航行，本实施例中，所述风帆8为电动风帆，所述动力装置还包括与所述电动风帆相连接的转向调节模块和升降控制模块，具有自动转向和自动升降功能的电动风帆为现有技术，故不在此赘述所述转向调节模块和升降控制模块的具体结构，所述电动风帆的设计主要是为了能够根据船上风力情况进行自动转向和升降调节，以使船只获得最佳风能牵引力。
35.作为本发明的可选方案，所述动力装置还包括用于推动所述船体1的电能推进系
统，虽然船上主要动力来源于海上的风能，在遇极少海上无风气候情况下，船只在辅助动力和潮流的配合下也可正常发电，或配合风帆以达到船只保持能源转化最佳状态，船员日常生活用品、船员调休等都可由氢气运输船补给和调配，即船只不到保修期始终可以在海上不断制氢，而不消耗能源。
36.作为本发明的可选方案，为了保证所述船体1航行时的稳定性，以及为了所述床体1上具有更大的空间用于作为储水腔1a，所述船体1为双头船，上述各结构均设于所述双头船的中部位置或两边两两对称设置以保持平衡。
37.作为本发明的可选方案，所述尾水管6的出水口距离所述储水腔1a的底部2m以上，以使所述储水腔1a内具有较大的储水空间用于储存海水。
38.以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种新能源制氢船，其特征在于：包括船体，内部具有储水腔；海水管，设于所述船体内；排水管，连接于所述海水管上并伸至所述储水腔内；水力发电机组，设于所述船体内；所述水力发电机组上连接有注水管和尾水管，所述注水管用于海水注入，所述尾水管用于海水排出并伸至所述储水腔内，所述海水管沿所述船体的船头船尾方向水平设置，所述海水管上靠近船头的一端设有增速结构，以提高进入所述海水管内的海水流速，所述船体上还设有动力装置、海水淡化装置、制氢装置和储电系统，所述水力发电机组与所述储电系统相连接。2.根据权利要求1所述的一种新能源制氢船，其特征在于：所述排水管内设有排水阀，所述船体上设有用于监测所述海水管内海水流速的流速传感器。3.根据权利要求1所述的一种新能源制氢船，其特征在于：所述增速结构包括设于所述海水管端部的增速管，所述增速管呈扩口状结构且所述增速管两端的直径比至少为3:1。4.根据权利要求1所述的一种新能源制氢船，其特征在于：所述注水管呈竖向布置，上端进水下端出水。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种新能源制氢船，其特征在于：所述动力装置为设于所述船体上的至少一个风帆。6.根据权利要求5所述的一种新能源制氢船，其特征在于：所述风帆为电动风帆，所述动力装置还包括与所述电动风帆相连接的转向调节模块和升降控制模块。7.根据权利要求5所述的一种新能源制氢船，其特征在于：所述动力装置还包括用于推动所述船体的电能推进系统。8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种新能源制氢船，其特征在于：所述船体为双头船。9.根据权利要求1-4任意一项所述的一种新能源制氢船，其特征在于：所述尾水管的出水口距离所述储水腔的底部2m以上。

技术总结
本发明公开了一种新能源制氢船，包括船体，内部具有储水腔；海水管，设于所述船体内；排水管，连接于所述海水管上并伸至所述储水腔内；水力发电机组，设于所述船体内；所述水力发电机组上连接有注水管和尾水管，所述注水管用于海水注入，所述尾水管用于海水排出并伸至所述储水腔内，所述海水管沿所述船体的船头船尾方向水平设置，所述海水管上靠近船头的一端设有增速结构，所述船体上还设有动力装置、海水淡化装置、制氢装置和储电系统，所述水力发电机组与所述储电系统相连接。本发明提供一种新能源制氢船，它能提供充足、稳定、大功率的电源，为制氢装置提供强大的能量保障，海上取之不尽的海水又为制氢工程源源不断地提供水源支撑。支撑。支撑。


技术研发人员：张沛奇
受保护的技术使用者：张沛奇
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/5/16