[发明专利]一种零排放燃料发电系统

说明书

本发明涉及一种零排放燃料发电系统，包括发电单元、辅用罐及多个燃料罐；发电单元其设有入料口及排气口；各燃料罐连通有送料管路及尾气支管，送料管路连通入料口、且设有送料控制阀，送料控制阀在对应的燃料罐中的燃料输尽时关闭，尾气支管连通排气口、且设有尾气控制阀，尾气控制阀在对应的燃料罐中储存有燃料时关闭、并在对应的燃料罐中的燃料输尽时导通，多个燃料罐逐个输送燃料；辅用罐连通有辅用管路，辅用管路连通排气口、且其上设有辅用控制阀，辅用控制阀在首个燃料罐输送燃料时导通。本方案大大节约了舱室内部空间，可用于携带更多燃料，提高续航能力；同时使燃料舱内的质量维持相对平衡，并简化了舱内重心调节系统，且提高可靠性。

技术领域

本发明涉及水下装备尾气处理技术领域，尤其涉及一种零排放燃料发电系统。

背景技术

水下装备，需长期在水下进行探测、巡航、监察等工作，对续航、潜深、隐身性能均有较高要求。因作业内容不同，水下装备存在多潜深工作条件，根据工作潜深变化，需采用一套复杂的重心调节设备调节压舱水的质量，通过调节各水舱的存水量，维持水下装备的重心平衡，防止水下装备由于燃料消耗等原因发生纵倾或侧倾。舱内的水量由海水进、排管路进行调节，需引入外部海水或将多余海水排出艇外，在大潜深的高压条件下对装置可靠性有重大挑战。此外，使用碳氢燃料的水下装备，通常产生以二氧化碳为主，含有少量氧气的废气，该废气通常采用增压排放、消溶于海水等措施排入海水，极容易产生热信号与化学信号，容易被识别与侦察。

随着海洋装备需求的不断升级，水下装备对长航时、高隐身、大潜深的需求也不断提升。固体氧化物燃料电池(SOFC)发电效率为50-70％，远高于传统内燃机或储能电池，因此，以固体氧化物燃料电池作为动力系统的水下装备可减排50-100％，较低的尾排量极大方便了尾气处理，通过将含大量二氧化碳的尾气增压液化储存，不仅大大提升了水下装备的隐身性能，同时也避免大潜深工作条件下增压直排或消溶所需消耗的辅机功耗。

例如，专利CN 109838684 A公开了一种水下航器废气的使用和储存装置及其方法，包括液化天然气/液氢储罐泵、液氧储罐、二氧化碳储罐、热气机等，使得废气液化进入增设的二氧化碳储罐中，实现尾气无排放。

但随着水下装备的发展，上述专利所涉及的尾气处理方式无法满足艇内配重需求、同时携带的尾气储罐极大挤占了艇内空间，降低了发电系统的体积能量密度，无法满足未来水下装备对长航时、大潜深、高可靠性的装备使用需求。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种零排放燃料发电系统，用以解决现有技术中水下装备的尾气处理方式无法满足艇内配重需求、同时携带的尾气储罐挤占了艇内空间，降低了发电系统的体积能量密度，无法满足未来水下装备对长航时、大潜深、高可靠性的装备使用需求的技术问题。

本发明提供一种零排放燃料发电系统，该零排放燃料发电系统包括：

发电单元，用以将燃料的化学能转换为电能，且其设有用以导入燃料的入料口、及用以排出尾气的排气口；

多个燃料罐，各所述燃料罐连通有送料管路及尾气支管，所述送料管路连通所述入料口、且其上设有送料控制阀，所述送料控制阀在对应的所述燃料罐中的燃料输尽时关闭，所述尾气支管连通所述排气口、且其上设有尾气控制阀，所述尾气控制阀在对应的所述燃料罐中储存有燃料时关闭、并在对应的所述燃料罐中的燃料输尽时导通，其中，多个所述燃料罐逐个输送燃料；以及，

辅用罐，连通有辅用管路，所述辅用管路连通所述排气口、且其上设有辅用控制阀，所述辅用控制阀在首个所述燃料罐输送燃料时导通。

可选地，所述发电单元还设有用以导入水流的水供给管路；