CN108469196A - 一种高温气体余热利用*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温气体余热利用***，为升压床、柯来浦单元、复合式柯来浦单元、Ⅰ型改进式柯来浦单元、Ⅱ型改进式柯来浦单元或Ⅲ型改进式柯来浦单元，升压床是在低温下吸收低压氢气并在高温下放出高压氢气的氢气热压缩设备；柯来浦单元包括2号换热中心、升压床结构、膨胀机组和发电机；复合式柯来浦单元还包括有机工质压缩机、有机工质膨胀机、2号换热器和3号换热器；Ⅰ型改进式柯来浦单元包括2号换热中心、升压床结构、低压氢气缓冲罐、高压氢气缓冲罐、低压氢气循环泵、氢气泵、有机工质压缩机、有机工质膨胀机、发电机和蓄电池；Ⅱ型改进式柯来浦单元还包括级间换热器。本发明充分利用设备尾气等高温气体余热，提高了热效率。

Description

一种高温气体余热利用***

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及一种节能环保的高温气体余热利用***。

背景技术

能源短缺、环境污染、全球气候变化，令开发清洁、高效、安全和可持续的能源迫在眉睫，其中氢能正在受到越来越多国家的重视。进入二十一世纪，发动机工业得到了迅速地发展，然而目前汽油机和柴油机依然是车用发动机的主要机种。汽油和柴油都是不可再生资源，为了减缓石油资源的匮乏所带来的一系列负面影响以及减少大气污染和发动机尾气排放，需要寻找发动机的代用燃料，而氢能源是目前最理想的清洁燃料。随着世界各国环境保护的措施越来越严格，氢能源车辆由于其节能、低排放等特点成为发动机研究与开发的一个重点，并已经开始商业化。

氢作为燃料的优点是，以水为原料，资源丰富；燃烧时放出的热量多；燃烧产物是水，无毒、无污染，且可以循环使用，被称作绿色能源。氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取，而且不需要对发动机进行大的改装，因此氢能动力具有广阔的应用前景。推广氢能动力需要解决三个技术问题：一是大量制取廉价氢气，传统的电解方法价格昂贵，且耗费其他资源，无法推广；二是氢气的安全储运问题；三是发动机所需的高性能、廉价的氢供给***。同时氢能源直接用在动力***上会产生爆震、不稳定等一系列影响利用的问题，将氢气与其他多种气体包括惰性气体混合后加压的高压气源，氢电能源作为新的动力***的替代燃料势必会成为趋势。

发明内容

本发明的目的是提供高温气体余热利用***，充分地利用设备尾气等各种高温气体余热，提高余热利用率。

本发明的技术方案是：

一种高温气体余热利用***，所述***为升压床，升压床是在低温下吸收低压氢气并在高温下放出高压氢气的氢气热压缩设备；升压床内装有稀土系金属储氢材料，升压床设置有多台氢反应床，根据氢反应床包括吸氢温度、吸氢压力、放氢温度、放氢压力的工作参数，升压床分为单级或多级升压床；多台氢反应床均在相同的工作参数下运行的为单级升压床，多台氢反应床分为多组在不同的工作参数下运行的为多级升压床；单级升压床包括换热器、换热中心、1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，分别设有换热介质入口、换热介质出口、低压氢气入口和高压氢气出口，换热介质入口、换热介质出口和高压氢气出口设有阀门，高压氢气出口设有过滤膜，低压氢气入口设有三通阀；换热器的换热介质出口分别与1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口连接，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别通过高压氢气循环泵与换热器的换热介质入口连接；所述换热介质包括氢气、惰性气体或性质稳定的液体和气体；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口与换热中心连接，换热中心出口通过低压氢气循环泵连接到低压氢气管线，低压氢气管线分别通过三通阀与1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口连接；三通阀的另一接口通过高压氢气管线连接到高压氢气总出口，低压氢气总进口连接到低压氢气循环泵的入口；升压床是在低温下吸收低压氢气并在高温下放出高压氢气的氢气热压缩设备；升压床设置有多台氢反应床，根据氢反应床包括吸氢温度、吸氢压力、放氢温度、放氢压力的工作参数，升压床分为单级或多级升压床；多台氢反应床均在相同的工作参数下运行的为单级升压床，多台氢反应床分为多组在不同的工作参数下运行的为多级升压床。

所述升压床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，在氢反应床加压后，高压氢气用于进入气缸作为燃料使用。所述氢气气源为氢化镁储罐，氢化镁储罐由罐体、罐体外部的保温层组成，罐体的内部设有喷水管路；罐体的上部设有压力传感器、防爆阀、氢气出口、水气入口和温度传感器，罐体的下部设有添加抽出口，所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀；罐体为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口，水气入口管设有伴热管路，伴热管路入口设有水过滤膜，氢气出口设有氢气过滤膜；所述***内连接各个设备和单元的管道均设置内保温或外保温或内、外保温措施。

一种高温气体余热利用***，所述***为柯来浦单元，柯来浦单元包括2号换热中心、升压床结构、膨胀机组和发电机；升压床结构为单级或多级，每增设一级升压床，2号换热中心相应增设一级换热器和一级氢气换热器；2号换热中心设有高温气体进口、低温气体出口、一级换热器、二级换热器、三级换热器、一级氢气换热器、二级氢气换热器、膨胀机中间再热器和冷却器；柯来浦单元设有氢气检测器，柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩；高温气体进口依次通过一级换热器、二级换热器、三级换热器和膨胀机中间再热器连接到低温气体出口；膨胀机组设有3台膨胀机或一台组合式膨胀机，3台膨胀机与发电机同轴连接，3台膨胀机的中间段分别与膨胀机中间再热器循环连接；每组升压床结构分别设有1号氢反应床、2号氢反应床、3号氢反应床、缓冲罐和氢气泵，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床分别设有换热介质入口、换热介质出口、低压氢气入口和高压氢气出口，高压氢气出口设有过滤膜和阀门，低压氢气入口设有阀门；高压氢气出口连接到膨胀机的入口，膨胀机的出口通过缓冲罐连接低压氢气入口；换热介质包括氢气、惰性气体或性质稳定的液体和气体，采用非氢气换热介质时，过滤膜能分离氢气与非氢气换热介质，并且只能让氢气通过；第一组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到三通阀，三通阀一路出口经氢气泵、一级换热器和三通阀连接到换热介质入口，另一路经一级氢气换热器和三通阀连接到换热介质入口；第二组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀，四通阀一路出口经氢气泵、二级换热器和四通阀连接到换热介质入口，一路经氢气泵、一级氢气换热器和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵、二级氢气换热器和四通阀连接到换热介质入口；第三组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀，四通阀一路出口经氢气泵、三级换热器和四通阀连接到换热介质入口，一路经氢气泵、二级氢气换热器和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵、冷却器和四通阀连接到换热介质入口。

所述氢反应床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，在氢反应床加压后，高压氢气用于进入气缸作为燃料使用。所述氢气气源为氢化镁储罐，氢化镁储罐由罐体、罐体外部的保温层组成，罐体的内部设有喷水管路；罐体的上部设有压力传感器、防爆阀、氢气出口、水气入口和温度传感器，罐体的下部设有添加抽出口，所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀；罐体为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口，水气入口管设有伴热管路，伴热管路入口设有水过滤膜，氢气出口设有氢气过滤膜。所述氢气过滤膜只允许氢气通过；所述氢化镁储罐通过氢气过滤膜与换热器循环连接所述氢燃料发动机的夹套与换热器循环连接；升压床结构的形式、组数或级数能够调节，利用高温气体的热量，加热金属氢化物放出高压氢气，高压氢气推动膨胀机做功；所述换热中心使用常规换热器或由高导热合金材料3D打印制成的换热装置，以降低设备体积及重量。

一种高温气体余热利用***，所述***为复合式柯来浦单元，所述复合式柯来浦单元包括2号换热中心、升压床结构、膨胀机组、有机工质压缩机、有机工质膨胀机、2号换热器、3号换热器和发电机；升压床结构为单级或多级，每增设一级升压床，2号换热中心相应增设一级换热器和一级氢气换热器；复合式柯来浦单元设有氢气检测器，复合式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩；2号换热中心设有高温气体进口、低温气体出口、一级换热器、二级换热器、三级换热器、一级氢气换热器、二级氢气换热器、膨胀机中间再热器、2号换热器、3号换热器和冷却器；高温气体进口依次通过一级换热器、二级换热器和三级换热器连接到冷却器，低温气体出口位于冷却器的出口；膨胀机组设有3台膨胀机或一台组合式膨胀机，膨胀机组的3台膨胀机或一台组合式膨胀机、有机工质压缩机、有机工质膨胀机与发电机同轴连接，3台膨胀机的中间段分别与膨胀机中间再热器循环连接；每组升压床结构分别设有1号氢反应床、2号氢反应床、3号氢反应床、缓冲罐和氢气泵，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床分别设有换热介质入口、换热介质出口、低压氢气入口和高压氢气出口，高压氢气出口设有和阀门，过滤膜只允许氢气通过，低压氢气入口设有阀门；高压氢气出口连接到膨胀机的入口，膨胀机的出口通过缓冲罐连接低压氢气入口；第一组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到三通阀，三通阀一路出口经氢气泵、一级换热器和三通阀连接到换热介质入口，另一路经氢气泵、一级氢气换热器和三通阀连接到换热介质入口；第二组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀，四通阀一路出口经氢气泵、二级换热器和四通阀连接到换热介质入口，一路经氢气泵、一级氢气换热器和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵、二级氢气换热器和四通阀连接到换热介质入口；第三组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀，四通阀一路出口经氢气泵、三级换热器和四通阀连接到换热介质入口，一路经氢气泵、二级氢气换热器和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵、冷却器和四通阀连接到换热介质入口；所述有机工质膨胀机的出口通过冷却器与有机工质压缩机的入口连接，有机工质膨胀机与有机工质压缩机之间的循环换热介质包括氢气、氩气；所述有机工质膨胀机通过循环泵、2号换热器的管程连接到有机工质压缩机；所述2号换热器的壳程通过循环泵连接到3号换热器的壳程，3号换热器的壳程连接到2号换热器的壳程形成循环，循环换热介质包括氢气；3号换热器位于高温气体进口与一级换热器之间、或一级换热器与二级换热器之间、或二级换热器与三级换热器之间，或者上述三个部位均设置一台换热器。

所述氢反应床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，在氢反应床加压后，高压氢气用于进入气缸作为燃料使用。所述氢气气源为氢化镁储罐，氢化镁储罐由罐体、罐体外部的保温层组成，罐体的内部设有喷水管路；罐体的上部设有压力传感器、防爆阀、氢气出口、水气入口和温度传感器，罐体的下部设有添加抽出口，所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀；罐体为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口，水气入口管设有伴热管路，伴热管路入口设有水过滤膜，氢气出口设有氢气过滤膜。反应床的罐体由金属或非金属材料制成，设置有内保温或外保温或内、外保温措施；或有机工质压缩机的出口输出的换热介质在超过每组升压床放氢温度时，直接进入反应床中进行直接换热放氢，从有机工质压缩机的出口输出的有机工质压力如果低于反应床放氢时的压力，采用泵或升压床升压，若采用不同于氢气的有机换热介质，则采用过滤膜分离处理；升压床结构的形式、组数或级数能够调节，利用高温气体的热量，包括高温气体的显热和其中水蒸汽的冷凝热，加热金属氢化物放出高压氢气，高压氢气推动膨胀机做功；或复合式柯来浦单元作为升压床形式使用，把高压氢气加到氢燃料发动机的氢气口进行直喷，同时从氢化镁储罐出来的氢气进入复合式柯来浦单元进行吸氢；连接各个设备、单元的管道均可设置有内保温或外保温或内、外保温措施；升压床结构的形式、组数或级数能够调节，利用高温气体的热量，加热金属氢化物放出高压氢气，高压氢气推动膨胀机做功；所述换热中心使用常规换热器或由高导热合金材料3D打印制成的换热装置，以降低设备体积及重量；所述***内连接各个设备和单元的管道均设置内保温或外保温或内、外保温措施。

一种高温气体余热利用***，所述***为Ⅰ型改进式柯来浦单元，氢燃料发动机的出口增设Ⅰ型改进式柯来浦单元，Ⅰ型改进式柯来浦单元包括2号换热中心、升压床结构、低压氢气缓冲罐、高压氢气缓冲罐、低压氢气循环泵、氢气泵、有机工质压缩机、有机工质膨胀机、发电机和蓄电池；Ⅰ型改进式柯来浦单元设有氢气检测器，Ⅰ型改进式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩；升压床结构为单级或多级；每组升压床结构分别设有1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同； 1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床设有换热介质入口、换热介质出口、低压氢气入口和高压氢气出口，换热介质入口、换热介质出口、低压氢气入口和高压氢气出口分别设有阀门；有机工质压缩机、有机工质膨胀机与发电机同轴连接，发电机输出电路一路连接到蓄电池，一路连接到外部电力***；有机工质压缩机设有电力驱动设备，用于开机时暖机运行，电力驱动设备与蓄电池电路连接；乏蒸汽管路连接到换热中心的凝汽器，凝汽器水出口连接到凝结水管路；有机工质膨胀机的出口连接到2号换热中心，2号换热中心连接到有机工质压缩机的入口；有机工质压缩机的出口通过高压氢气缓冲罐分别连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口。1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口通过氢气泵连接到有机工质膨胀机的入口，有机工质膨胀机的中段出口通过低压氢气缓冲罐、低压氢气循环泵和四通阀连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口连接到有机工质膨胀机的出口；有机工质压缩机出口压力与氢反应床压力不一样时，增设一台膨胀机与有机工质压缩机同轴，氢反应床出口氢气直接进增设的膨胀机，做功后返回氢反应床吸氢，有机工质压缩机出口高温氢气与氢反应床间接换热。

一种高温气体余热利用***，所述***为Ⅱ型改进式柯来浦单元，Ⅱ型改进式柯来浦单元包括2号换热中心、升压床结构、低压氢气缓冲罐、高压氢气缓冲罐、级间换热器、低压氢气循环泵、氢气泵、有机工质压缩机、有机工质膨胀机、发电机、蓄电池139、蒸汽管路和凝结水管路。Ⅱ型改进式柯来浦单元设有氢气检测器，Ⅱ型改进式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩。升压床结构为单级或多级；每组升压床结构包括1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床设有换热介质入口、换热介质出口、低压氢气入口和高压氢气出口，换热介质入口、换热介质出口、低压氢气入口和高压氢气出口分别设有阀门。有机工质压缩机、有机工质膨胀机与发电机同轴连接，发电机输出电路一路连接到蓄电池，一路连接到外部电力***。有机工质压缩机设有电力驱动设备，用于开机时暖机运行，电力驱动设备与蓄电池电路连接。乏蒸汽管路连接到2号换热中心的凝汽器，凝汽器水出口连接到凝结水管路。有机工质膨胀机的出口连接到2号换热中心，2号换热中心连接到有机工质压缩机的入口。

有机工质压缩机的出口通过高压氢气缓冲罐和三通阀分别连接到一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口。一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口通过级间换热器的管程和三通阀连接到一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口。二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口与级间换热器的壳程出口连接，二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口通过三通阀、氢气泵连接到级间换热器的壳程入口，三通阀的另一口分为两路，一路连接到有机工质膨胀机的下部入口，另一路通过低压氢气循环泵和四通阀连接到一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口。一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口连接到二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口。有机工质膨胀机85的中段出口通过低压氢气缓冲罐和四通阀连接到二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口。二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口通过高压氢气缓冲罐连接到有机工质膨胀机的入口。

一种高温气体余热利用***，所述***为Ⅲ型改进式柯来浦单元，Ⅲ型改进式柯来浦单元包括2号换热中心、升压床结构、低压氢气缓冲罐、一级膨胀机、二级膨胀机、1号介质换热器、2号介质换热器、3号介质换热器、级间换热器、低压氢气循环泵、氢气泵、有机工质压缩机、有机工质膨胀机、发电机、蓄电池、蒸汽管路和凝结水管路。Ⅲ型改进式柯来浦单元设有氢气检测器，Ⅲ型改进式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩。升压床结构为单级或多级；每组升压床结构分别包括1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床设有换热介质入口、换热介质出口、低压氢气入口和高压氢气出口，高压氢气出口设有过滤膜和阀门，低压氢气入口设有阀门。一级膨胀机、二级膨胀机、有机工质压缩机、有机工质膨胀机和发电机同轴连接，发电机输出电路一路连接到蓄电池，一路连接到外部电力***。有机工质压缩机设有电力驱动设备，用于开机时暖机运行，电力驱动设备与蓄电池电路连接。乏蒸汽管路连接到2号换热中心的凝汽器，凝汽器水出口连接到凝结水管路。有机工质膨胀机的出口连接到2号换热中心，2号换热中心连接到有机工质压缩机的入口。有机工质膨胀机设有中段抽出口和中段入口。

有机工质压缩机的出口依次通过3号介质换热器和1号介质换热器的壳程连接到有机工质膨胀机的入口，循环介质为二氧化碳、氢气或氮气。有机工质膨胀机的中段抽出口通过2号介质换热器的壳程连接到有机工质膨胀机的中段入口。一级膨胀机的出口连接到低压氢气缓冲罐，低压氢气缓冲罐通过一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床连接到一级膨胀机的入口。二级膨胀机的出口连接到低压氢气缓冲罐，低压氢气缓冲罐通过二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床连接到二级膨胀机的入口。一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口通过三通阀分为两路，一路经3号介质换热器的管程、氢气泵和三通阀连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口，另一路经级间换热器、低压氢气循环泵和三通阀连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口。二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口连接到四通阀分为三路，一路经氢气泵、1号介质换热器的管程和四通阀连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口；一路经低压氢气循环泵和2号介质换热器的管程和四通阀连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口；一路经氢气泵和级间换热器的管程和四通阀连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口。

所述氢反应床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，在氢反应床加压后，高压氢气用于进入气缸作为燃料使用。所述氢气气源为氢化镁储罐，氢化镁储罐由罐体、罐体外部的保温层组成，罐体的内部设有喷水管路；罐体的上部设有压力传感器、防爆阀、氢气出口、水气入口和温度传感器，罐体的下部设有添加抽出口，所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀；罐体为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口，水气入口管设有伴热管路，伴热管路入口设有水过滤膜，氢气出口设有氢气过滤膜。反应床的罐体由金属或非金属材料制成，设置有内保温或外保温或内、外保温措施；或有机工质压缩机的出口输出的换热介质在超过每组升压床放氢温度时，直接进入反应床中进行直接换热放氢，从有机工质压缩机的出口输出的有机工质压力如果低于氢反应床放氢时的压力，采用泵或升压床升压，若采用不同于氢气的有机换热介质，则采用过滤膜分离处理。

所述氢化镁储罐中的氢化镁的更换采用氢化镁更换装置的形式，氢化镁更换装置将使用过的氢化镁储罐中的以氢氧化镁为主的所有物质安全快捷的输送出来，并同样安全快捷地将颗粒状或粉状氢化镁注入氢化镁储罐中，同时准确快速的进行计量；氢化镁更换装置采用机械输送、气体输送或液体输送更换形式，能够实现计量准确、安全输送出氢氧化镁为主的使用过的物质或输送进氢化镁为主的物质进入氢化镁储罐目的，氢化镁更换装置包括分离罐、氢氧化镁罐、余氢吸收单元、真空罐、保护气压缩机、高压保护气罐、氢化镁罐、供料器、抽出计量仪、添加计量仪和加注枪；加注枪设有密封圈和锁紧法兰，氢化镁储罐的添加抽出口设有带密码锁的截止阀，加注枪通过锁紧法兰与氢化镁储罐的添加抽出口密封连接；加注枪设进料-出料口，进料-出料口通过添加-抽料共用管路和抽出管路连接到分离罐，分离罐的固体出口通过抽出计量仪连接到氢氧化镁罐，分离罐的气体出口通过余氢吸收单元连接到真空罐，真空罐通过单向阀和保护气压缩机连接到高压保护气罐；高压保护气罐出口分为两路，一路连接到供料器，一路通过保护气管路连接到加注枪的保护气入口；氢化镁罐通过供料器、添加计量仪、添加管路和添加-抽料共用管路连接到加注枪的进料-出料口；氢化镁储罐中的氢化镁更换或采用小容器输送的方式，将氢化镁装在各类形状相同或不同的小容器中，并把装载有氢化镁的小容器输送到氢化镁储罐内，水可以进入小容器中，水与小容器中的氢化镁反应放出氢气，氢气从小容器中进入氢化镁储罐供***使用，当小容器中氢化镁与水反应放氢结束后，把装载有以氢氧化镁为主的剩余物的小容器输送到氢氧化镁罐中；氢化镁储罐中的氢化镁更换或采用小容器输送的另一种方式，将氢化镁装在各类形状相同或不同的小容器中，并把装载有氢化镁的小容器输送到氢化镁储罐，将小容器中的氢化镁倒入氢化镁罐内，氢化镁储罐中的氢化镁反应放氢后，以氢氧化镁为主的剩余物的更换采用小容器输送的方式，将以氢氧化镁为主的剩余物装在小容器中，并把装载有以氢氧化镁为主的剩余物的小容器输送到氢氧化镁罐，将小容器中以氢氧化镁为主的剩余物倒入氢氧化镁罐内；或氢化镁储罐中的氢化镁的更换采用氢化镁储罐整体更换的方式；所有升压床和柯来浦单元的氢反应床或采用外部换热、或抽出金属储氢材料换热模式；氢反应床金属氢化物吸氢放氢的供氢方式，与管道氢气、氢化镁储罐罐装氢气结合使用，对于压力不高的管道氢气通过升压床提高压力，对于罐装氢气随着使用压力逐渐降低，通过金属氢化物与水反应放出稳定压力的氢气弥补压力下降的不足。

本发明升压床、柯来浦单元、复合式柯来浦单元和改进型柯来浦单元，不仅可利用各种高温余热，还可利用30℃以上的各种低温余热，通过加热金属氢化物放出高压氢气，推动膨胀机做功发电。特别适合国内外目前全凝发电机组的乏汽冷凝热回收，通过改进型柯来浦单元做功或发电，不仅节约了冷凝水及其输送的动力消耗，还可以变废为宝将低温余热高效的转化为电力。本发明余热回收***既可以用于固定场所，也可以用于移动设备，还可以用于各类交通工具；既可以用于发电，也可以用于动力输出。

附图说明

图1为升压床的工作原理图

图2为柯来浦单元的流程示意图；

图3为复合式柯来浦单元示意图；

图4为柯来浦单元局部放大图；

图5为氢化镁储罐的结构示意图；

图6为氢化镁储罐更换口示意图；

图7为氢化镁更换装置的流程示意图；

图8为Ⅰ型改进式柯来浦单元的示意图；

图9为Ⅱ型改进式柯来浦单元的示意图；

图10为Ⅲ型改进式柯来浦单元。

其中：1—氢化镁储罐、2—氢气过滤膜、3—升压床、8—高温气体余热利用***、14—膨胀机、15—发电机、16—2号换热器、17—3号换热器、18—添加抽出口、33—水过滤膜、42—换热介质出口、47—高温尾气进口、48—高压换热管线、49—换热器、50—低温尾气出口、51—高压氢气管线、52—低压氢气管线、53—高压氢气总出口、54—低压氢气总进口、55—换热中心、65—高压氢气循环泵、66—低压氢气循环泵、67—阀门、A—1号氢反应床、B—2号氢反应床、C—3号氢反应床、68—高温气体进口、69—低温气体出口、70—温度传感器、71—压力传感器、72—防爆阀、73—氢气出口、74—冷却器、76—2号换热中心、80—充氮密封保护罩、81—膨胀机中间再热器、82—二级氢气换热器、83—缓冲罐、84—有机工质压缩机、85—有机工质膨胀机、87—换热介质入口、90—四通阀、91—一级换热器、92—二级换热器、93—三级换热器、94—一级氢气换热器、95—氢气泵、96—一级膨胀机、97—二级膨胀机、98—3号介质换热器、105—伴热管路、106—过滤膜、108—低压氢气入口、109—高压氢气出口、110—带密码锁的截止阀、111—加注枪、112—锁紧法兰、113—密封圈、114—分离罐、115—氢氧化镁罐、116—余氢吸收单元、117—真空罐、119—保护气压缩机、120—高压保护气罐、121—保护气管路、122—抽出管路、123—氢化镁罐、124—供料器、125—抽料-添加共用管路、126—抽出计量仪、127—添加计量仪、128—添加管路、135—罐体、137—保温层、138—导热介质入口、139—蓄电池、140—级间换热器、142—1号介质换热器、143—2号介质换热器。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明一种高温气体余热利用***为如图1所示的升压床。升压床是在低温下吸收低压氢气并在高温下放出高压氢气的氢气热压缩设备。升压床设置有多台氢反应床，根据氢反应床的工作参数如吸氢温度、吸氢压力、放氢温度、放氢压力，升压床分为单级或多级升压床。多台氢反应床均在相同的工作参数下运行的为单级升压床，多台氢反应床分为多组在不同的工作参数下运行的为多级升压床。

如图1所示单级升压床的基本结构，升压床3包括换热器49、换热中心55、1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C。1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床分别设有换热介质入口87、换热介质出口42、低压氢气入口108和高压氢气出口109，换热介质入口、换热介质出口和高压氢气出口设有阀门67，高压氢气出口设有过滤膜106，低压氢气入口设有三通阀61。换热器的换热介质出口分别与1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质入口87连接，1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质出口42分别通过高压氢气循环泵65与换热器的换热介质入口连接。1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的高压氢气出口109与换热中心55连接，换热中心出口通过低压氢气循环泵66连接到低压氢气管线52，低压氢气管线52分别通过三通阀61与1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的低压氢气入口108连接。三通阀的另一接口通过高压氢气管线51连接到高压氢气总出口53，低压氢气总进口54连接到低压氢气循环泵66的入口。换热中心可采用高导热合金材料3D打印制成以降低设备体积及重量。

升压床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，如图5所示，氢化镁储罐1由罐体135、罐体外部的保温层137组成，罐体的内部设有喷水管路134。罐体的下部设有压力传感器71、防爆阀72、氢气出口73、水气入口和温度传感器72。罐体的下部设有添加抽出口18，添加抽出口设有带密码锁的截止阀110，用于抽出使用过的氢化镁储罐中的以氢氧化镁为主的所有物质和添加新鲜的氢化镁。罐体135为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料。氢化镁储罐设有导热介质入口138，水气入口管设有伴热管路105，伴热管路入口设有水过滤膜33，氢气出口73设有氢气过滤膜2。

氢化镁的更换采用氢化镁储罐整体更换的形式或设置氢化镁更换装置。氢化镁更换装置将使用过的氢化镁储罐中的以氢氧化镁为主的所有物质安全快捷的输送出来，并同样安全快捷地将氢化镁注入储罐中，同时准确快速的进行计量；氢化镁更换装置采用机械输送、气体输送、液体输送等任意更换形式。氢化镁更换装置的一种形式如图7所示，包括分离罐114、氢氧化镁罐115、余氢吸收单元116、真空罐117、保护气压缩机119、高压保护气罐120、氢化镁罐123、供料器124、抽出计量仪126、添加计量仪127和加注枪111。如图6所示，加注枪设有密封圈113和锁紧法兰112，加注枪通过锁紧法兰与氢化镁储罐1的添加抽出口18密封连接。加注枪设有进料-出料口，进料-出料口通过添加-抽料共用管路125和抽出管路122连接到分离罐，分离罐的固体出口通过抽出计量仪126连接到氢氧化镁罐，分离罐的气体出口通过余氢吸收单元116连接到真空罐117，真空罐通过单向阀39和保护气压缩机119连接到高压保护气罐120。高压保护气罐120出口分为两路，一路连接到供料器124，一路通过保护气管路121连接到加注枪的保护气入口。氢化镁罐123通过供料器124、添加计量仪127、添加管路128和添加-抽料共用管路125连接到加注枪111的进料-出料口。氢化镁更换装置采用重力输送、机械输送、气力输送、真空输送、液力输送或电磁输送，或它们的组合，从而达到更换氢化镁储罐内物料的目的，即通过密码锁打开罐体，使氢化镁储罐内的氢氧化镁移出，然后加入氢化镁，罐体关闭密封。

氢化镁储罐中的氢化镁更换或采用小容器输送的方式，将氢化镁装在各类形状相同或不同的小容器中，并把装载有氢化镁的小容器输送到氢化镁储罐内，水可以进入小容器中，水与小容器中的氢化镁反应放出氢气，氢气从小容器中进入氢化镁储罐供***使用，当小容器中氢化镁与水反应放氢结束后，把装载有以氢氧化镁为主的剩余物的小容器输送到氢氧化镁罐中；氢化镁储罐中的氢化镁更换或采用小容器输送的另一种方式，将氢化镁装在各类形状相同或不同的小容器中，并把装载有氢化镁的小容器输送到氢化镁储罐，将小容器中的氢化镁倒入氢化镁罐内，氢化镁储罐中的氢化镁反应放氢后，以氢氧化镁为主的剩余物的更换采用小容器输送的方式，将以氢氧化镁为主的剩余物装在小容器中，并把装载有以氢氧化镁为主的剩余物的小容器输送到氢氧化镁罐，将小容器中以氢氧化镁为主的剩余物倒入氢氧化镁罐内；或氢化镁储罐中的氢化镁的更换采用氢化镁储罐整体更换的方式。

本实施例的工作过程为：氢化镁与水反应生成氢氧化镁和氢气：MgH₂ + 2H₂O = Mg（OH）₂ +2 H₂，反应在70℃常压下进行，产生的氢气储存在低压氢气缓冲罐中，从低压氢气缓冲罐出来0.12MPa—0.5MPa的氢气经升压床升压到4MPa后，进入高压氢气缓冲罐，从高压氢气缓冲罐出来4MPa的氢气，通过氢气喷嘴直喷进入氢燃料发动机气缸内。在氢化镁储罐内有氢气、氩气、少量水蒸汽、金属氢化镁及氢氧化镁粉末，在氢气出口设置氢气过滤膜，氢气过滤膜只容许氢气通过，不容许其它气体和物质通过。

氢化镁加注枪通过带密码锁的截止阀将饱和的氢化镁加入到氢化镁储罐中，同时关紧带密码锁的截止阀，内部***运行加水放出全部产生的氢气后，金属氢化镁主要变成干燥的氢氧化镁，这时打开带密码锁的截止阀，通过加注枪将氢氧化镁抽出，然后再将饱和的氢化镁加入到氢化镁储罐中。

来自于氢化镁储罐0.12MPa—0.5MPa的氢气，由低压氢气总进口54进入升压床***，首先进入氢反应床C低温低压吸氢，低压氢气循环将吸氢放出的热量带给换热中心55。此时1号氢反应床A处于放氢状态，来自于氢燃料发动机气缸5的尾气出口的高温尾气，从高温尾气进口47进入到换热器49放出热量后，从低温尾气出口50出去离开升压床***。高压换热管线48将换热器的热量带给1号氢反应床A，1号氢反应床A中的金属氢化物受热后放出高温高压的氢气，从高压氢气总出口53出去进入氢燃料发动机的氢气喷嘴，作为氢燃料使用。为保证高压放氢的连续性，2号氢反应床B处于吸氢饱和后的加热状态，随时准备放氢与1号氢反应床A的放氢连续衔接。当1号氢反应床A放氢结束后进入吸氢状态，氢反应床A、B、C循环吸氢放氢连续工作，提供给发动机连续的高压氢气。氢反应床的罐体为有内保温的金属或非金属的储罐，高压换热管线48为高压介质换热管线压力4.2MPa，高压换热介质为氢气，低压氢气管线52压力为0.5MPa，高压氢气总出口53氢气压力为4MPa，低压氢气总进口54的进口氢气压力为0.12MPa。氢反应床内装有稀土金属氢化物。

整套***内连接各个设备和单元的管道均可设置内保温或外保温或内、外保温措施。整套***既可以用于固定场所，也可以用于移动设备，还可以用于各类交通工具。既可以用于发电，也可以用于动力输出。

实施例2

本发明一种高温气体余热利用***为如图2所示的柯来浦单元。柯来浦单元包括2号换热中心76、升压床结构、膨胀机组和发电机15。升压床结构为单级或多级，每增设一级升压床，2号换热中心相应增设一级换热器和一级氢气换热器。以三级升压床结构为例，2号换热中心76设有高温气体进口68、低温气体出口69、一级换热器91、二级换热器92、三级换热器93、一级氢气换热器94、二级氢气换热器82、膨胀机中间再热器81和冷却器74。柯来浦单元设有氢气检测器101，柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩80。高温气体进口68依次通过一级换热器91、二级换热器92、三级换热器93和膨胀机中间再热器81连接到低温气体出口69。膨胀机组设有3台膨胀机14，3台膨胀机与发电机15同轴连接，3台膨胀机的中间段分别与膨胀机中间再热器81循环连接。每组升压床结构分别设有1号氢反应床A、2号氢反应床B、3号氢反应床C、缓冲罐83和氢气泵95，不同组升压床结构的吸热不一样，其中各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，三组升压床结构中1号氢反应床A、2号氢反应床B、3号氢反应床C的重量和体积可以相同，也可以不同；所对应的三台膨胀机的功率可以相同，也可以不同。1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床分别设有换热介质入口87、换热介质出口42、低压氢气入口108和高压氢气出口109。如图4所示，高压氢气出口设有过滤膜106和阀门67，低压氢气入口设有阀门。高压氢气出口109连接到膨胀机的入口，膨胀机的出口通过缓冲罐83连接低压氢气入口108。第一组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口42分别连接到三通阀61，三通阀一路出口经氢气泵95、一级换热器91和三通阀连接到换热介质入口87，另一路经氢气泵95、一级氢气换热器94和三通阀连接到换热介质入口87。第二组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口42分别连接到四通阀90，四通阀一路出口经氢气泵95、二级换热器92和四通阀连接到换热介质入口87，一路经氢气泵95、一级氢气换热器94和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵95、二级氢气换热器82和四通阀连接到换热介质入口。第三组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口42分别连接到四通阀90，四通阀一路出口经氢气泵95、三级换热器93和四通阀连接到换热介质入口87，一路经氢气泵95、二级氢气换热器82和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵95、冷却器74和四通阀连接到换热介质入口。氢反应床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，氢化镁储罐1与换热器74循环连接，氢燃料发动机的夹套与换热器74循环连接。换热介质包括氢气、惰性气体或性质稳定的液体和气体，采用非氢气换热介质时，过滤膜106能分离氢气与非氢气换热介质。柯来浦单元以及升压床的反应床的罐体由金属或非金属材料制成，设置有内保温或外保温或内、外保温措施，连接各个设备、单元的管道均可设置有内保温或外保温或内、外保温措施。

本发实施例的运行过程为：首先，氢化镁储罐、氢化镁更换的工作过程与实施例1相同。对于柯来浦单元，高温换热介质经高温气体进口68进入2号换热中心76，依次经一级换热器91、二级换热器92、三级换热器93和膨胀机中间再热器81到低温气体出口69，返回高温介质回路形成换热循环。柯来浦单元的上、中、下三组升压床结构分别为第一级升压床结构、第二级升压床结构、第三级升压床结构，每级升压床结构设有3个氢反应床：1号氢反应床A、2号氢反应床B、3号氢反应床C，氢反应床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，。从柯来浦单元能实现稳定放氢的方面考虑，整个工作过程设置分为三个阶段，放氢阶段，冷却及吸氢阶段，升温放氢准备阶段。假设每个阶段时长为2分钟，则工作时序安排每6分钟为一个循环。

放氢阶段：

第一级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第一级氢反应床与一级换热器91管程连通，由从一级换热器91壳程通过的高温气体（600℃）供给热量，使第一级氢反应床在500℃下吸收热量并持续放出35MPa的高压氢气，出一级换热器91的高温气体温度降至510℃；同时第一级氢反应床的高压氢气出口109处的阀门打开，放出的高压氢气从高压氢气出口109进入膨胀机14。

第二级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第二级氢反应床分别与二级换热器92的管程和一级氢气换热器94的管程连通，由从二级换热器92壳程通过的高温气体（510℃）和一级氢气换热器94的壳程通过的高温氢气（350℃<t<500℃）供给热量，使第二级氢反应床在350℃下吸收热量并持续放出35MPa的高压氢气，出二级换热器82的高温气体温度降至350℃，出一级氢气换热器94壳程的高温氢气温度降至350℃；同时第二级氢反应床高压氢气出口109处的阀门打开，放出的高压氢气从高压氢气出口109进入膨胀机14。

第三级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第三级氢反应床分别与三级换热器93的管程和二级氢气换热器82的管程连通，由从三级换热器93壳程通过的高温气体（350℃）和二级氢气换热器82的壳程通过的高温氢气（200<t<350℃）供给热量，使得第三级氢反应床在200℃下吸收热量并持续放出35MPa的高压氢气，出三级换热器93的高温气体温度降至210℃，出二级氢气换热器82壳程的高温氢气温度降至200℃。同时第三级氢反应床高压氢气出口109处的阀门打开，放出的高压氢气从高压氢气出口109进入膨胀机14。

冷却及吸氢阶段：

放氢阶段后进入冷却及吸氢阶段，先关闭高压氢气出口109处的阀门；

第一级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第一级氢反应床与一级氢气换热器94的壳程连通，与从一级氢气换热器94的管程通过的低温氢气（来自处于放氢阶段的第二级氢反应床）换热，先将放氢阶段结束时的显热传递给第二级氢反应床，第一级氢反应床温度降至350℃后，开始吸氢，这时打开低压氢气入口108处的阀门，同样通过换热管路将吸氢时放出的热量传递给第二级氢反应床放氢时使用。

第二级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第二级氢反应床与二级氢气换热器82的壳程连通，与从二级氢气换热器82的管程通过的低温氢气（来自处于放氢阶段的第三级氢反应床）换热，先将放氢阶段结束时的显热传递给第三级氢反应床，第二级氢反应床温度降至200℃后，开始吸氢，这时打开低压氢气入口108处的阀门，同样通过换热管路将吸氢时放出的热量传递给第三级氢反应床放氢时使用。

第三级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第三级氢反应床与冷却器74的壳程连通，与从冷却器74的管程通过的冷水换热，第三级氢反应床温度降至40℃后，开始吸氢，这时打开低压氢气入口108处的阀门，同样通过换热管路将吸氢时放出的热量供给输出热水。

升温放氢准备阶段：

冷却及吸氢阶段结束后进入升温放氢准备阶段，首先关闭低压氢气进口阀门。

然后，换热管路出口阀门全闭，换热介质入口87处的阀门微启，切换连通到：第一级氢反应床与一级换热器91管程连通；第二级氢反应床与二级换热器92的管程和一级氢气换热器94的管程连通；第三级氢反应床与三级换热器93的管程和二级氢气换热器92的管程连通；将反应床内压力升至与换热管路压力相同（35MPa）；此为升压过程。

然后，换热介质出口42阀门微启，切换连通到：第一级升压床结构与一级换热器91管程连通；第二级升压床结构与二级换热器92的管程和一级氢气换热器94的管程连通；第三级升压床结构与三级换热器93的管程和二级氢气换热器82的管程连通；形成换热循环回路，将反应床内温度升高到第一级（500℃），第二级（350℃），第三级（200℃）；此为升温过程。

最后，氢反应床内开始预放氢过程，微启高压氢气出口109阀门，输出高压氢气；随着放氢增加，处于升温放氢准备阶段氢反应床的高压氢气出口109阀门、换热介质出口42阀门、换热介质入口87阀门开度不断增加；于此相应地同一级中另一处于放氢阶段氢反应床的高压氢气出口109阀门、换热介质出口42阀门、换热介质入口87阀门开度不断减少；最终，升温放氢准备阶段的氢反应床进入到放氢阶段，原放氢阶段的氢反应床进入到冷却及吸氢阶段。

整套***内连接各个设备和单元的管道均可设置内保温或外保温或内、外保温措施。整套***既可以用于固定场所，也可以用于移动设备，还可以用于各类交通工具。既可以用于发电，也可以用于动力输出。

实施例3

本发明又一实施方式为如图3所示的复合式柯来浦单元，以三级升压床结构为例，复合式柯来浦单元包括2号换热中心76、三组升压床结构、膨胀机组、有机工质压缩机84、有机工质膨胀机85和发电机15。2号换热中心76设有高温气体进口68、低温气体出口69、一级换热器91、二级换热器92、三级换热器93、一级氢气换热器94、二级氢气换热器82、膨胀机中间再热器81、2号换热器16、3号换热器17和冷却器74。高温气体进口68通过3号换热器17、一级换热器91、二级换热器92连接到三级换热器93，三级换热器93出口分为两路，一路连接到冷却器74，另一路通过膨胀机中间再热器81连接到冷却器，低温气体出口69位于冷却器74的出口。膨胀机组设有3台膨胀机14或一台组合式膨胀机，膨胀机组的3台膨胀机、有机工质压缩机84、有机工质膨胀机85与发电机15同轴连接，3台膨胀机的中间段分别与膨胀机中间再热器循环连接。每组升压床结构分别设有1号氢反应床A、2号氢反应床B、3号氢反应床C、缓冲罐83和氢气泵95，不同组升压床结构的吸热不一样，其中各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，1号氢反应床A、2号氢反应床B、3号氢反应床C的重量和体积可以相同，也可以不同。所对应的三台膨胀机的功率可以相同，也可以不同。1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床分别设有换热介质入口87、换热介质出口42、低压氢气入口108和高压氢气出口109，如图4所示，高压氢气出口设有过滤膜106和阀门67，过滤膜只允许氢气通过，低压氢气入口设有阀门。高压氢气出口109连接到膨胀机的入口，膨胀机的出口通过缓冲罐83连接低压氢气入口108。第一组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口42分别连接到三通阀61，三通阀一路出口经氢气泵95、一级换热器91和三通阀连接到换热介质入口87，另一路经氢气泵95、一级氢气换热器94和三通阀连接到换热介质入口。第二组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀90，四通阀一路出口经氢气泵95、二级换热器92和四通阀连接到换热介质入口，一路经氢气泵95、一级氢气换热器94和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵95、二级氢气换热器82和四通阀连接到换热介质入口。第三组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀90，四通阀一路出口经氢气泵95、三级换热器93和四通阀连接到换热介质入口，一路经氢气泵95、二级氢气换热器82和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵95、冷却器74和四通阀连接到换热介质入口。有机工质膨胀机85的出口通过冷却器74与有机工质压缩机84连接，有机工质膨胀机85与有机工质压缩机84之间的循环换热介质为氢气。有机工质膨胀机85通过循环泵、2号换热器16的管程连接到有机工质压缩机84，循环换热介质为氢气。2号换热器16的壳程通过循环泵连接到3号换热器17的壳程，3号换热器17的壳程连接到2号换热器16的壳程形成循环，循环换热介质为氢气。3号换热器17位于高温气体进口68与一级换热器91之间、或一级换热器91与二级换热器92之间、或二级换热器92与三级换热器93之间，或者上述三个部位均设置一台换热器，各台换热器取的热量不同。氢化镁储罐1与换热器74循环连接，氢燃料发动机的夹套与换热器74循环连接。换热介质包括氢气、惰性气体或性质稳定的液体和气体。复合式柯来浦单元以及升压床的反应床的罐体由金属或非金属材料制成，设置有内保温或外保温或内、外保温措施，连接各个设备、单元的管道均可设置有内保温或外保温或内、外保温措施。

本实施例的运行过程为：首先，氢化镁储罐、氢化镁更换的工作过程与实施例1相同。其次，复合式柯来浦单元的工作原理与柯来浦单元的工作原理类似。复合式柯来浦单元的上、中、下三组升压床结构分别为第一级升压床结构、第二级升压床结构、第三级升压床结构，每级反应床结构设有3个氢反应床：1号氢反应床A、2号氢反应床B、3号氢反应床C。从复合式柯来浦单元能实现稳定放氢的方面考虑，整个工作过程设置分为三个阶段，放氢阶段，冷却及吸氢阶段，升温放氢准备阶段。假设每个阶段时长为2分钟，则工作时序安排每6分钟为一个循环。

放氢阶段：

第一级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第一级氢反应床与一级换热器91管程连通，由从一级换热器91壳程通过的高温气体（600℃）供给热量，使第一级氢反应床在500℃下吸收热量并持续放出35MPa的高压氢气，出一级换热器91的高温气体温度降至510℃；同时第一级氢反应床的高压氢气出口109处的阀门打开，放出的高压氢气从高压氢气出口109进入膨胀机14。

第二级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第二级氢反应床分别与二级换热器92的管程和一级氢气换热器94的管程连通，由从二级换热器92壳程通过的高温气体（510℃）和一级氢气换热器94的壳程通过的高温氢气（350℃<t<500℃）供给热量，使第二级氢反应床在350℃下吸收热量并持续放出35MPa的高压氢气，出二级换热器82的高温气体温度降至350℃，出一级氢气换热器94壳程的高温氢气温度降至350℃；同时第二级氢反应床高压氢气出口109处的阀门打开，放出的高压氢气从高压氢气出口109进入膨胀机14。

第三级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第三级氢反应床分别与三级换热器93的管程和二级氢气换热器82的管程连通，由从三级换热器93壳程通过的高温气体（350℃）和二级氢气换热器82的壳程通过的高温氢气（200<t<350℃）供给热量，使得第三级氢反应床在200℃下吸收热量并持续放出35MPa的高压氢气，出三级换热器93的高温气体温度降至210℃，出二级氢气换热器82壳程的高温氢气温度降至200℃。同时第三级氢反应床高压氢气出口109处的阀门打开，放出的高压氢气从高压氢气出口109进入膨胀机14。

冷却及吸氢阶段：

放氢阶段后进入冷却及吸氢阶段，先关闭高压氢气出口109处的阀门；

第一级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第一级氢反应床与一级氢气换热器94的壳程连通，与从一级氢气换热器94的管程通过的低温氢气（来自处于放氢阶段的第二级氢反应床）换热，先将放氢阶段结束时的显热传递给第二级氢反应床，第一级氢反应床温度降至350℃后，开始吸氢，这时打开低压氢气入口108处的阀门，同样通过换热管路将吸氢时放出的热量传递给第二级氢反应床放氢时使用。

第二级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第二级氢反应床与二级氢气换热器82的壳程连通，与从二级氢气换热器82的管程通过的低温氢气（来自处于放氢阶段的第三级氢反应床）换热，先将放氢阶段结束时的显热传递给第三级氢反应床，第二级氢反应床温度降至200℃后，开始吸氢，这时打开低压氢气入口108处的阀门，同样通过换热管路将吸氢时放出的热量传递给第三级氢反应床放氢时使用。

第三级升压床结构的氢气换热管路通过阀门切换使第三级氢反应床与冷却器74的壳程连通，与从冷却器74的管程通过的氢气（来自朗肯循环单元膨胀机）换热，先将放氢阶段结束时的显热传递给朗肯循环单元，第三级氢反应床温度降至40℃后，开始吸氢，这时打开低压氢气入口108处的阀门，同样通过换热管路将吸氢时放出的热量传递给朗肯循环单元使用。

升温放氢准备阶段：

冷却及吸氢阶段结束后进入升温放氢准备阶段，首先关闭低压氢气进口阀门。

然后，换热管路出口阀门全闭，换热介质入口87处的阀门微启，切换连通到：第一级氢反应床与一级换热器91管程连通；第二级氢反应床与二级换热器92的管程和一级氢气换热器94的管程连通；第三级氢反应床与三级换热器93的管程和二级氢气换热器92的管程连通；将反应床内压力升至与换热管路压力相同（35MPa）；此为升压过程。

然后，换热介质出口42阀门微启，切换连通到：第一级升压床结构与一级换热器91管程连通；第二级升压床结构与二级换热器92的管程和一级氢气换热器94的管程连通；第三级升压床结构与三级换热器93的管程和二级氢气换热器82的管程连通；形成换热循环回路，将反应床内温度升高到第一级（500℃），第二级（350℃），第三级（200℃）；此为升温过程。

最后，氢反应床内开始预放氢过程，微启高压氢气出口109阀门，输出高压氢气；随着放氢增加，处于升温放氢准备阶段氢反应床的高压氢气出口109阀门、换热介质出口42阀门、换热介质入口87阀门开度不断增加；于此相应地同一级中另一处于放氢阶段氢反应床的高压氢气出口109阀门、换热介质出口42阀门、换热介质入口87阀门开度不断减少；最终，升温放氢准备阶段的氢反应床进入到放氢阶段，原放氢阶段的氢反应床进入到冷却及吸氢阶段。

复合式柯来浦单元可吸收全部的冷凝热。

整套***内连接各个设备和单元的管道均可设置内保温或外保温或内、外保温措施。整套***既可以用于固定场所，也可以用于移动设备，还可以用于各类交通工具。既可以用于发电，也可以用于动力输出。

实施例4

本发明又一实施方式为Ⅰ型改进式柯来浦单元，尤其适用于电厂乏汽余热发电。

如图8所示，Ⅰ型改进式柯来浦单元包括2号换热中心76、升压床结构、低压氢气缓冲罐56、高压氢气缓冲罐57、低压氢气循环泵66、氢气泵95、有机工质压缩机84、有机工质膨胀机85、发电机15和蓄电池139；Ⅰ型改进式柯来浦单元设有氢气检测器101，Ⅰ型改进式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩80。升压床结构为单级或多级；每组升压床结构分别设有1号氢反应床A、2号氢反应床B、3号氢反应床C，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床设有换热介质入口87、换热介质出口42、低压氢气入口108和高压氢气出口109，换热介质入口87、换热介质出口42分别设有阀门67；有机工质压缩机84、有机工质膨胀机85与发电机15同轴连接，发电机输出电路一路连接到蓄电池139，一路连接到外部电力***；有机工质压缩机84设有电力驱动设备，用于开机时暖机运行，电力驱动设备与蓄电池139电路连接；乏蒸汽管路连接到换热中心76的凝汽器，凝汽器水出口连接到凝结水管路；有机工质压缩机84的出口通过高压氢气缓冲罐57分别连接到1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质入口87。1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口42通过氢气泵95连接到有机工质膨胀机85的入口，有机工质膨胀机85的中段出口通过低压氢气缓冲罐56、低压氢气循环泵66和四通阀90连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口108，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口109连接到有机工质膨胀机85的出口。

本实施例中Ⅰ型改进式柯来浦单元的工作过程为：首先，氢化镁储罐、氢化镁更换的工作过程与实施例1相同。其次，以单级升压床结构为例，Ⅰ型改进式柯来浦单元每级反应床结构设有3个氢反应床：1号氢反应床A、2号氢反应床B、3号氢反应床C。Ⅰ型改进式柯来浦单元能实现稳定放氢，工作过程设置分为放氢、冷却及吸氢、升温放氢准备三个阶段。三个氢反应床交替放氢、冷却及吸氢和升温放氢的工作过程，保证连续不断的供应高压氢气。

65℃的乏汽进入凝汽器，经过换热后冷凝为10℃左右的水经冷凝水管路引出。Ⅰ型改进式柯来浦单元升压床结构的氢反应床产生的19.8MPa、200℃的高温高压氢气，进入有机工质膨胀机85膨胀做功，高温高压氢气在有机工质膨胀机85膨胀做功过程中，中间抽出1.2MPa、—66℃的低温低压氢气，通过低压氢气缓冲罐56返回氢反应床用于吸氢，氢反应床吸氢后再加热放出19.8MPa、200℃的高温高压氢气，这部分氢气在有机工质膨胀机和氢反应床之间循环使用。19.8MPa、200℃的高温高压氢气在有机工质膨胀机85膨胀做功后，膨胀机出口0.66MPa、—94℃的低温低压氢气，进入凝汽器与热源换热升温到0.66MPa、45℃，进入有机工质压缩机84，经有机工质压缩机压缩升温升压到19.9MPa、567℃的高温高压氢气，通过高压氢气缓冲罐57后，进入氢反应床加热金属氢化物放出19.8MPa、200℃的高温高压氢气，加热介质19.9MPa、567℃的氢气温度也下降为200℃，二股氢气合并后一块进进入有机工质膨胀机85膨胀做功。

整个***是利用热源，通过压缩机、氢反应床和膨胀机的联合循环对外做功发电。氢反应床放氢时直接加热，加热速度快响应时间短；吸氢时直接换热将吸氢反应放出的热量及时移出并利用；简化了工艺流程节约了设备投资，更重要的是大幅度的提高了换热效率、大幅度的减少了装置体积和占地面积。尤其Ⅰ型改进式柯来浦单元适用于电厂设备，电厂的乏蒸汽管路连接到2号换热中心76的凝汽器，凝汽器通过凝结水管路连接到电厂；65℃的电厂乏汽进入凝汽器，经过换热后冷凝为10℃左右的水返回电厂循环使用；整个***是利用电厂乏汽冷凝热和部分显热，通过压缩机、氢反应床和膨胀机的联合循环对外做功发电。

本实施例中有机工质压缩机84出口压力与氢反应床压力不一样时，可以像复合式柯来浦单元那样增设一台膨胀机与有机工质压缩机84同轴，氢反应床出口氢气直接进增设的膨胀机，做功后返回氢反应床吸氢；有机工质压缩机84出口高温氢气与氢反应床间接换热。

实施例5

本发明又一实施方式为Ⅱ型改进式柯来浦单元，尤其适用于电厂乏汽余热发电。

如图9所示，Ⅱ型改进式柯来浦单元包括2号换热中心76、两组升压床结构、低压氢气缓冲罐56、高压氢气缓冲罐57、级间换热器140、低压氢气循环泵66、氢气泵95、有机工质压缩机84、有机工质膨胀机85、发电机15、蓄电池139、蒸汽管路和凝结水管路。Ⅱ型改进式柯来浦单元设有氢气检测器101，Ⅱ型改进式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩80。两组升压床结构包括1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床设有换热介质入口87、换热介质出口42、低压氢气入口108和高压氢气出口109，高压氢气出口设有过滤膜106和阀门67，换热介质入口87和换热介质出口42分别设有阀门67。有机工质压缩机84、有机工质膨胀机85与发电机15同轴连接，发电机输出电路一路连接到蓄电池139，一路连接到外部电力***。有机工质压缩机84设有电力驱动设备，用于开机时暖机运行，电力驱动设备与蓄电池139电路连接。乏蒸汽管路连接到换热中心76的凝汽器，凝汽器水出口连接到凝结水管路。有机工质膨胀机85的出口连接到2号换热中心76，2号换热中心76连接到有机工质压缩机84的入口。

有机工质压缩机84的出口通过高压氢气缓冲罐57和三通阀61分别连接到一级升压床结构的1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质入口87。一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口42通过级间换热器140的管程和三通阀61连接到一级升压床结构的1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质入口87。二级升压床结构的1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质入口87与级间换热器140的壳程出口连接，二级升压床结构的1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质出口42通过三通阀61、氢气泵95连接到级间换热器140的壳程入口，三通阀61的另一口分为两路，一路连接到有机工质膨胀机85的下部入口，另一路通过低压氢气循环泵66和四通阀90连接到一级升压床结构的1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的低压氢气入口108。一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口109连接到二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口87。有机工质膨胀机85的中段出口通过低压氢气缓冲罐56和四通阀90连接到二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口108。二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口109通过高压氢气缓冲罐57连接到有机工质膨胀机85的入口。

本实施例中Ⅱ型改进式柯来浦单元的工作过程为：以两组升压床结构为例，Ⅱ型改进式柯来浦单元包括凝汽器、两组升压床结构、有机工质压缩机84、有机工质膨胀机85和发电机15、低压氢气缓冲罐56、高压氢气缓冲罐57和级间换热器140。下面三个罐为一级升压床结构，上面三个罐为二级升压床结构。每级升压床结构设有3个氢反应床：1号氢反应床A、2号氢反应床B、3号氢反应床C。Ⅱ型改进式柯来浦单元能实现稳定放氢，工作过程设置分为放氢、冷却及吸氢、升温放氢准备三个阶段。三个氢反应床交替放氢、冷却及吸氢和升温放氢的工作过程，保证连续不断的供应高压氢气。

65℃的电厂乏汽进入凝汽器，经过换热后冷凝为10℃的水返回电厂循环使用。二级升压床结构的氢反应床产生19.8MPa、200℃的高温高压氢气，经高压氢气出口109、高压氢气缓冲罐57,进入有机工质膨胀机85膨胀做功，高温高压氢气在有机工质膨胀机85膨胀做功过程中，中间抽出1.2MPa、—66℃的低温低压氢气，通过低压氢气缓冲罐56返回二级升压床结构的氢反应床用于吸氢，二级升压床结构的氢反应床吸氢后，一部分进入一级升压床结构氢反应床吸氢，一部分携带吸氢放热回到膨胀机下部入口。一级升压床结构的氢反应床吸氢放出的200℃的高温热量，通过低压氢气循环泵66、级间换热器104，间接换热给二级升压床结构的氢反应床，充分利用一级升压床结构氢反应床吸氢时放出的余热给二级升压床结构氢反应床加热放氢。19.8MPa、200℃的高温高压氢气在有机工质膨胀机85膨胀做功后，膨胀机出口0.66MPa、—94℃的低温低压氢气，进入凝汽器与电厂乏汽换热升温到0.66MPa、45℃，进入有机工质压缩机84，经有机工质压缩机压缩升温升压到20MPa、567℃的高温高压氢气，通过高压氢气缓冲罐57后，进入一级升压床结构氢反应床加热放氢，放出19.9MPa、350℃的高温高压氢气进入二级升压床结构氢反应床加热放氢,放出19.8MPa、200℃的高温高压氢气,加热介质氢气温度也下降为200℃，二股氢气合并后一块进入有机工质膨胀机85膨胀做功。

整个***是利用电厂乏汽冷凝热和部分显热，通过压缩机、两组升压床结构和膨胀机的联合循环对外做功发电。利用多级升压床结构氢反应床吸热放氢做功比利用了单级升压床结构氢反应床吸热放氢做功利用率提高了。氢反应床放氢时直接加热，加热速度快响应时间短；吸氢时直接换热将吸氢反应放出的热量及时移出并利用；简化了工艺流程节约了设备投资，更重要的是大幅度的提高了换热效率、大幅度的减少了装置体积和占地面积。

实施例6

本发明又一实施方式为Ⅲ型改进式柯来浦单元，尤其适用于电厂乏汽余热发电。

如图10所示，Ⅲ型改进式柯来浦单元包括2号换热中心76、两组升压床结构、低压氢气缓冲罐56、一级膨胀机96、二级膨胀机97、1号介质换热器142、2号介质换热器143、3号介质换热器98、级间换热器140、低压氢气循环泵66、氢气泵95、有机工质压缩机84、有机工质膨胀机85、发电机15、蓄电池139、蒸汽管路和凝结水管路。Ⅲ型改进式柯来浦单元设有氢气检测器101，Ⅲ型改进式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩80。两组升压床结构分别包括1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床设有换热介质入口87、换热介质出口42、低压氢气入口108和高压氢气出口109，高压氢气出口设有过滤膜106和阀门67，低压氢气入口108设有阀门67。一级膨胀机96、二级膨胀机97、有机工质压缩机84、有机工质膨胀机85和发电机15同轴连接，发电机输出电路一路连接到蓄电池139，一路连接到外部电力***。有机工质压缩机84设有电力驱动设备，用于开机时暖机运行，电力驱动设备与蓄电池139电路连接。乏蒸汽管路连接到2号换热中心76的凝汽器，凝汽器水出口连接到凝结水管路。有机工质膨胀机85的出口连接到2号换热中心76，2号换热中心76连接到有机工质压缩机84的入口。有机工质膨胀机85设有中段抽出口和中段入口。

有机工质压缩机84的出口依次通过3号介质换热器98和1号介质换热器142的壳程连接到有机工质膨胀机85的入口，循环介质为二氧化碳。有机工质膨胀机85的中段抽出口通过2号介质换热器143的壳程连接到有机工质膨胀机85的中段入口。一级膨胀机96的出口连接到低压氢气缓冲罐56，低压氢气缓冲罐通过一级升压床结构的1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C连接到一级膨胀机96的入口。二级膨胀机97的出口连接到低压氢气缓冲罐56，低压氢气缓冲罐通过二级升压床结构的1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C连接到二级膨胀机97的入口。一级升压床结构的1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质出口42通过三通阀61分为两路，一路经3号介质换热器98的管程、氢气泵95和三通阀连接到1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质入口87，另一路经级间换热器140、低压氢气循环泵66和三通阀连接到1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质入口87。二级升压床结构的1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质出口42连接到四通阀90分为三路，一路经氢气泵95、1号介质换热器142的管程和四通阀连接到1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质入口87；一路经低压氢气循环泵66和2号介质换热器143的管程和四通阀连接到1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质入口87；一路经氢气泵95和级间换热器140的管程和四通阀连接到1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C的换热介质入口87。

本实施例中Ⅲ型改进式柯来浦单元的工作过程为：65℃的电厂乏汽进入2号换热中心76，经过换热后冷凝为10℃的水返回电厂循环使用。二氧化碳经2号换热中心76加热到45℃、0.1MPa，进入有机工质压缩机84压缩到420℃、3MPa，有机工质压缩机84出口的420℃、3MPa二氧化碳进入3号换热器98，出3号换热器98的320℃、3MPa二氧化碳进入1号换热器142，换热后200℃、3MPa的二氧化碳进入有机工质膨胀机85膨胀做功，膨胀做功后 —55℃、0.1MPa的二氧化碳经2号换热中心76加热到45℃、0.1MPa循环使用。有机工质膨胀机85中段抽出口 —30℃、0.35MPa的二氧化碳进入2号换热器143，升温到20℃、0.35MPa后返回有机工质膨胀机85的中段入口。

一级氢反应床结构通过氢气泵95用氢气将3号换热器98的高温350℃以上热量带入氢反应床，直接加热金属氢化物产生35MPa、350℃的高温高压氢气，进入一级膨胀机96膨胀做功，一级膨胀机96 出口的2MPa、200℃氢气，经氢气缓冲罐56返回一级氢反应床结构吸氢，一级氢反应床结构吸氢过程中放出的热量，通过低压氢气泵66用氢气将热量传递给级间换热器140，一级氢反应床中氢气封闭循环使用。

二级氢反应床结构通过氢气泵95用氢气将1号换热器142的高温200℃以上热量带入氢反应床，同时通过氢气泵95用氢气将级间换热器140的高温200℃热量带入氢反应床，直接加热金属氢化物产生35MPa、200℃的高温高压氢气，进入二级膨胀机97膨胀做功，二级膨胀机97 出口的2MPa、60℃氢气，经氢气缓冲罐56返回二级氢反应床结构吸氢，二级氢反应床结构吸氢过程中放出的热量，通过低压氢气泵66用氢气将热量传递给2号换热器143，二级氢反应床结构中氢气封闭循环使用。

整个***是利用电厂乏汽冷凝热和部分显热，通过压缩机、多级氢反应床结构和膨胀机的联合循环对外做功发电。利用多级氢反应床结构吸热放氢做功比利用了单级氢反应床结构吸热放氢做功利用率提高了。利用二氧化碳作为换热和做功介质安全稳定、价格便宜。

本发明所有升压床和柯来浦单元的氢反应床除采用氢气直接进入加热放氢外，还可以采用外部换热或抽出金属储氢材料换热模式。氢反应床金属氢化物吸氢放氢的供氢方式，适用于与管道氢气、氢气压缩罐或液化氢气罐等形式的罐装氢气供氢方式结合使用，以弥补传统供氢方式的不足：压力不高的管道氢气通过升压床提高压力，罐装氢气随着使用压力逐渐降低，则通过金属氢化物与水反应放出稳定压力的氢气弥补压力下降的不足。

Claims (11)

1.一种高温气体余热利用***，其特征是：所述***为升压床（3），升压床（3）是在低温下吸收低压氢气并在高温下放出高压氢气的氢气热压缩设备；升压床设置有多台氢反应床，根据氢反应床包括吸氢温度、吸氢压力、放氢温度、放氢压力的工作参数，升压床分为单级或多级升压床；多台氢反应床均在相同的工作参数下运行的为单级升压床，多台氢反应床分为多组在不同的工作参数下运行的为多级升压床；单级升压床（3）包括换热器（49）、换热中心（55）、1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）；所述1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，分别设有换热介质入口（87）、换热介质出口（42）、低压氢气入口（108）和高压氢气出口（109），所述换热介质入口（87）、换热介质出口（42）和高压氢气出口（109）设有阀门（67），高压氢气出口（109）设有过滤膜（106），低压氢气入口（108）设有三通阀（61）；换热器的换热介质出口分别与1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口（87）连接，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口（42）分别通过高压氢气循环泵（65）与换热器的换热介质入口连接；所述换热介质包括氢气、惰性气体或性质稳定的液体和气体；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口（109）与换热中心（55）连接，换热中心出口通过低压氢气循环泵（66）连接到低压氢气管线（52），低压氢气管线分别通过三通阀（61）与1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口（108）连接；三通阀的另一接口通过高压氢气管线（51）连接到高压氢气总出口（53），低压氢气总进口（54）连接到低压氢气循环泵（66）的入口。

2.根据权利要求1所述的一种高温气体余热利用***，其特征是：升压床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，所述氢化镁储罐（1）由罐体（135）、罐体外部的保温层（137）组成，罐体的内部设有喷水管路（134）；所述罐体的上部设有压力传感器（71）、防爆阀（72）、氢气出口（73）、水气入口和温度传感器（72），所述罐体的下部设有添加抽出口（18），所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀（110）；所述罐体（135）为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口（138），所述水气入口管设有伴热管路（105），所述伴热管路入口设有水过滤膜（33），所述氢气出口（73）设有氢气过滤膜（2）；所述***内连接各个设备和单元的管道均设置内保温或外保温或内、外保温措施。

3.一种高温气体余热利用***，其特征是：所述***为柯来浦单元，所述柯来浦单元包括2号换热中心（76）、升压床结构、膨胀机组和发电机（15）；升压床结构为单级或多级，每增设一级升压床，2号换热中心相应增设一级换热器和一级氢气换热器；所述2号换热中心（76）设有高温气体进口（68）、低温气体出口（69）、一级换热器（91）、二级换热器（92）、三级换热器（93）、一级氢气换热器（94）、二级氢气换热器（82）、膨胀机中间再热器（81）和冷却器（74）；柯来浦单元设有氢气检测器（101），柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩（80）；高温气体进口（68）依次通过一级换热器（91）、二级换热器（92）、三级换热器（93）和膨胀机中间再热器（81）连接到低温气体出口（69）；膨胀机组设有3台膨胀机（14）或一台组合式膨胀机，3台膨胀机与发电机（15）同轴连接，3台膨胀机的中间段分别与膨胀机中间再热器循环连接；每组升压床结构分别设有1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）、3号氢反应床（C）、缓冲罐（83）和氢气泵（95），1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床分别设有换热介质入口（87）、换热介质出口（42）、低压氢气入口（108）和高压氢气出口（109），高压氢气出口设有过滤膜（106）和阀门（67），低压氢气入口设有阀门；高压氢气出口（109）连接到膨胀机的入口，膨胀机的出口通过缓冲罐（83）连接低压氢气入口（108）；所述换热介质包括氢气、惰性气体或性质稳定的液体和气体，采用非氢气换热介质时，过滤膜（106）能分离氢气与非氢气换热介质，并且只能让氢气通过；第一组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口（42）分别连接到三通阀（61），三通阀一路出口经氢气泵（95）、一级换热器（91）和三通阀连接到换热介质入口（87），另一路经一级氢气换热器（94）和三通阀连接到换热介质入口（87）；第二组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀（90），四通阀一路出口经氢气泵（95）、二级换热器（92）和四通阀连接到换热介质入口，一路经氢气泵（95）、一级氢气换热器（94）和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵（95）、二级氢气换热器（82）和四通阀连接到换热介质入口；第三组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀（90），四通阀一路出口经氢气泵（95）、三级换热器（93）和四通阀连接到换热介质入口，一路经氢气泵（95）、二级氢气换热器（82）和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵（95）、冷却器（74）和四通阀连接到换热介质入口。

4.根据权利要求3所述的一种高温气体余热利用***，其特征是：氢反应床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，所述氢化镁储罐（1）由罐体（135）、罐体外部的保温层（137）组成，罐体的内部设有喷水管路（134）；所述罐体的上部设有压力传感器（71）、防爆阀（72）、氢气出口（73）、水气入口和温度传感器（72），所述罐体的下部设有添加抽出口（18），所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀（110）；所述罐体（135）为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口（138），所述水气入口管设有伴热管路（105），所述伴热管路入口设有水过滤膜（33），所述氢气出口（73）设有氢气过滤膜（2）；所述氢化镁储罐（1）通过氢气过滤膜（2）与换热器（74）循环连接，所述氢气过滤膜（2）只允许氢气通过，所述氢燃料发动机的夹套与换热器（74）循环连接；升压床结构的形式、组数或级数能够调节，利用高温气体的热量，加热金属氢化物放出高压氢气，高压氢气推动膨胀机做功；所述换热中心使用常规换热器或由高导热合金材料3D打印制成的换热装置，以降低设备体积及重量；所述***内连接各个设备和单元的管道均设置内保温或外保温或内、外保温措施。

5.一种高温气体余热利用***，其特征是：所述***为复合式柯来浦单元，所述复合式柯来浦单元包括2号换热中心（76）、升压床结构、膨胀机组、有机工质压缩机（84）、有机工质膨胀机（85）、2号换热器（16）、3号换热器（17）和发电机（15）；升压床结构为单级或多级，每增设一级升压床，2号换热中心相应增设一级换热器和一级氢气换热器；复合式柯来浦单元设有氢气检测器（101），复合式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩（80）；2号换热中心（76）设有高温气体进口（68）、低温气体出口（69）、一级换热器（91）、二级换热器（92）、三级换热器（93）、一级氢气换热器（94）、二级氢气换热器（82）、膨胀机中间再热器（81）、2号换热器（16）、3号换热器（17）和冷却器（74）；高温气体进口（68）依次通过一级换热器（91）、二级换热器（92）和三级换热器（93）连接到冷却器（74），低温气体出口（69）位于冷却器（74）的出口；膨胀机组设有3台膨胀机（14）或一台组合式膨胀机，膨胀机组的3台膨胀机或一台组合式膨胀机、有机工质压缩机（84）、有机工质膨胀机（85）与发电机（15）同轴连接，3台膨胀机的中间段分别与膨胀机中间再热器循环连接；每组升压床结构分别设有1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）、3号氢反应床（C）、缓冲罐（83）和氢气泵（95），1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床分别设有换热介质入口（87）、换热介质出口（42）、低压氢气入口（108）和高压氢气出口（109），高压氢气出口设有（106）和阀门（67），过滤膜只允许氢气通过，低压氢气入口设有阀门；高压氢气出口（109）连接到膨胀机的入口，膨胀机的出口通过缓冲罐（83）连接低压氢气入口（108）；第一组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口（42）分别连接到三通阀（61），三通阀一路出口经氢气泵（95）、一级换热器（91）和三通阀连接到换热介质入口（87），另一路经氢气泵（95）、一级氢气换热器（94）和三通阀连接到换热介质入口；第二组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀（90），四通阀一路出口经氢气泵（95）、二级换热器（92）和四通阀连接到换热介质入口，一路经氢气泵（95）、一级氢气换热器（94）和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵（95）、二级氢气换热器（82）和四通阀连接到换热介质入口；第三组升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀（90），四通阀一路出口经氢气泵（95）、三级换热器（93）和四通阀连接到换热介质入口，一路经氢气泵（95）、二级氢气换热器（82）和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵（95）、冷却器（74）和四通阀连接到换热介质入口；所述有机工质膨胀机（85）的出口通过冷却器（74）与有机工质压缩机（84）的入口连接，有机工质膨胀机（85）与有机工质压缩机（84）之间的循环换热介质包括氢气、氩气；所述有机工质膨胀机（85）通过循环泵、2号换热器（16）的管程连接到有机工质压缩机（84）；所述2号换热器（16）的壳程通过循环泵连接到3号换热器（17）的壳程，3号换热器（17）的壳程连接到2号换热器（16）的壳程形成循环，循环换热介质包括氢气；3号换热器（17）位于高温气体进口（68）与一级换热器（91）之间、或一级换热器（91）与二级换热器（92）之间、或二级换热器（92）与三级换热器（93）之间，或者上述三个部位均设置一台换热器。

6.根据权利要求5所述的一种高温气体余热利用***，其特征是：氢反应床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，所述氢化镁储罐（1）由罐体（135）、罐体外部的保温层（137）组成，罐体的内部设有喷水管路（134）；所述罐体的上部设有压力传感器（71）、防爆阀（72）、氢气出口（73）、水气入口和温度传感器（72），所述罐体的下部设有添加抽出口（18），所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀（110）；所述罐体（135）为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口（138），所述水气入口管设有伴热管路（105），所述伴热管路入口设有水过滤膜（33），所述氢气出口（73）设有氢气过滤膜（2）；反应床的罐体由金属或非金属材料制成，设置有内保温或外保温或内、外保温措施；或有机工质压缩机（84）的出口输出的换热介质在超过每组升压床放氢温度时，直接进入反应床中进行直接换热放氢，从有机工质压缩机（84）的出口输出的有机工质压力如果低于反应床放氢时的压力，采用泵或升压床升压，若采用不同于氢气的有机换热介质，则采用过滤膜（106）分离处理；升压床结构的形式、组数或级数能够调节，利用高温气体的热量，包括高温气体的显热和其中水蒸汽的冷凝热，加热金属氢化物放出高压氢气，高压氢气推动膨胀机做功；或复合式柯来浦单元作为升压床形式使用，把高压氢气加到氢燃料发动机的氢气口进行直喷，同时从氢化镁储罐出来的氢气进入复合式柯来浦单元进行吸氢；连接各个设备、单元的管道均可设置有内保温或外保温或内、外保温措施；升压床结构的形式、组数或级数能够调节，利用高温气体的热量，加热金属氢化物放出高压氢气，高压氢气推动膨胀机做功；所述换热中心使用常规换热器或由高导热合金材料3D打印制成的换热装置，以降低设备体积及重量；所述***内连接各个设备和单元的管道均设置内保温或外保温或内、外保温措施。

7.一种高温气体余热利用***，其特征是：所述***为Ⅰ型改进式柯来浦单元，氢燃料发动机的出口增设Ⅰ型改进式柯来浦单元，Ⅰ型改进式柯来浦单元包括2号换热中心（76）、升压床结构、低压氢气缓冲罐（56）、高压氢气缓冲罐（57）、低压氢气循环泵（66）、氢气泵（95）、有机工质压缩机（84）、有机工质膨胀机（85）、发电机（15）和蓄电池（139）；Ⅰ型改进式柯来浦单元设有氢气检测器（101），Ⅰ型改进式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩（80）；升压床结构为单级或多级；每组升压床结构分别设有1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C），1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同； 1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床设有换热介质入口（87）、换热介质出口（42）、低压氢气入口（108）和高压氢气出口（109），换热介质入口（87）、换热介质出口（42）、低压氢气入口（108）和高压氢气出口（109）分别设有阀门（67）；有机工质压缩机（84）、有机工质膨胀机（85）与发电机（15）同轴连接，发电机输出电路一路连接到蓄电池（139），一路连接到外部电力***；有机工质压缩机（84）设有电力驱动设备，用于开机时暖机运行，电力驱动设备与蓄电池（139）电路连接；乏蒸汽管路连接到换热中心（76）的凝汽器，凝汽器水出口连接到凝结水管路；有机工质膨胀机（85）的出口连接到2号换热中心（76），2号换热中心（76）连接到有机工质压缩机（84）的入口；有机工质压缩机（84）的出口通过高压氢气缓冲罐（57）分别连接到1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）的换热介质入口（87）；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口（42）通过氢气泵（95）连接到有机工质膨胀机（85）的入口，有机工质膨胀机（85）的中段出口通过低压氢气缓冲罐（56）、低压氢气循环泵（66）和四通阀（90）连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口（108），1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口（109）连接到有机工质膨胀机（85）的出口；有机工质压缩机（84）出口压力与氢反应床压力不一样时，增设一台膨胀机与有机工质压缩机（84）同轴，氢反应床出口氢气直接进增设的膨胀机，做功后返回氢反应床吸氢，有机工质压缩机（84）出口高温氢气与氢反应床间接换热。

8.一种高温气体余热利用***，其特征是：所述***为Ⅱ型改进式柯来浦单元，Ⅱ型改进式柯来浦单元包括2号换热中心（76）、升压床结构、低压氢气缓冲罐（56）、高压氢气缓冲罐（57）、级间换热器（140）、低压氢气循环泵（66）、氢气泵（95）、有机工质压缩机（84）、有机工质膨胀机（85）、发电机（15）、蓄电池（139）、蒸汽管路和凝结水管路；Ⅱ型改进式柯来浦单元设有氢气检测器（101），Ⅱ型改进式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩（80）；升压床结构为单级或多级；每组升压床结构包括1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C），1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床设有换热介质入口（87）、换热介质出口（42）、低压氢气入口（108）和高压氢气出口（109），换热介质入口（87）、换热介质出口（42）、低压氢气入口（108）和高压氢气出口（109）分别设有阀门（67）；有机工质压缩机（84）、有机工质膨胀机（85）与发电机（15）同轴连接，发电机输出电路一路连接到蓄电池（139），一路连接到外部电力***；有机工质压缩机（84）设有电力驱动设备，用于开机时暖机运行，电力驱动设备与蓄电池（139）电路连接；乏蒸汽管路连接到2号换热中心（76）的凝汽器，凝汽器水出口连接到凝结水管路；有机工质膨胀机85的出口连接到2号换热中心（76），2号换热中心（76）连接到有机工质压缩机（84）的入口；有机工质压缩机（84）的出口通过高压氢气缓冲罐（57）和三通阀（61）分别连接到一级升压床结构的1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）的换热介质入口（87）；一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口（42）通过级间换热器（140）的管程和三通阀（61）连接到一级升压床结构的1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）的换热介质入口（87）；二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口（87）与级间换热器（140）的壳程出口连接，二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口（42）通过三通阀（61）、氢气泵（95）连接到级间换热器（140）的壳程入口，三通阀（61）的另一口分为两路，一路连接到有机工质膨胀机（85）的下部入口，另一路通过低压氢气循环泵（66）和四通阀（90）连接到一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口（108）；一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口（109）连接到二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口（87）；有机工质膨胀机（85）的中段出口通过低压氢气缓冲罐（56）和四通阀（90）连接到二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口（108）；二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高压氢气出口（109）通过高压氢气缓冲罐（57）连接到有机工质膨胀机（85）的入口。

9.一种高温气体余热利用***，其特征是：所述***为Ⅲ型改进式柯来浦单元，Ⅲ型改进式柯来浦单元包括2号换热中心（76）、升压床结构、低压氢气缓冲罐（56）、一级膨胀机（96）、二级膨胀机（97）、1号介质换热器（142）、2号介质换热器（143）、3号介质换热器（98）、级间换热器（140）、低压氢气循环泵（66）、氢气泵（95）、有机工质压缩机（84）、有机工质膨胀机（85）、发电机（15）、蓄电池（139）、蒸汽管路和凝结水管路；Ⅲ型改进式柯来浦单元设有氢气检测器（101），Ⅲ型改进式柯来浦单元的外部包有充氮密封保护罩（80）；升压床结构为单级或多级；每组升压床结构分别包括1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C），1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床均添加有金属氢化物，各组升压床结构的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同，每组升压床结构内的各个氢反应床的型式、结构以及金属储氢材料的种类和载量相同或不同；1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床设有换热介质入口（87）、换热介质出口（42）、低压氢气入口（108）和高压氢气出口（109），高压氢气出口设有过滤膜（106）和阀门（67），低压氢气入口（108）设有阀门（67）；一级膨胀机（96）、二级膨胀机（97）、有机工质压缩机（84）、有机工质膨胀机（85）和发电机（15）同轴连接，发电机输出电路一路连接到蓄电池（139），一路连接到外部电力***；有机工质压缩机（84）设有电力驱动设备，用于开机时暖机运行，电力驱动设备与蓄电池（139）电路连接；乏蒸汽管路连接到2号换热中心（76）的凝汽器，凝汽器水出口连接到凝结水管路；有机工质膨胀机（85）的出口连接到2号换热中心（76），2号换热中心（76）连接到有机工质压缩机（84）的入口；有机工质膨胀机（85）设有中段抽出口和中段入口；有机工质压缩机（84）的出口依次通过3号介质换热器（98）和1号介质换热器（142）的壳程连接到有机工质膨胀机（85）的入口，循环介质为二氧化碳、氢气或氮气；有机工质膨胀机（85）的中段抽出口通过2号介质换热器（143）的壳程连接到有机工质膨胀机（85）的中段入口；一级膨胀机（96）的出口连接到低压氢气缓冲罐（56），低压氢气缓冲罐通过一级升压床结构的1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）连接到一级膨胀机（96）的入口；二级膨胀机（97）的出口连接到低压氢气缓冲罐（56），低压氢气缓冲罐通过二级升压床结构的1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）连接到二级膨胀机（97）的入口；一级升压床结构的1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）的换热介质出口（42）通过三通阀（61）分为两路，一路经3号介质换热器（98）的管程、氢气泵（95）和三通阀连接到1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）的换热介质入口（87），另一路经级间换热器（140）、低压氢气循环泵（66）和三通阀连接到1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）的换热介质入口（87）；二级升压床结构的1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）的换热介质出口（42）连接到四通阀（90）分为三路，一路经氢气泵（95）、1号介质换热器（142）的管程和四通阀连接到1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）的换热介质入口（87）；一路经低压氢气循环泵（66）和2号介质换热器（143）的管程和四通阀连接到1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）的换热介质入口（87）；一路经氢气泵（95）和级间换热器（140）的管程和四通阀连接到1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）和3号氢反应床（C）的换热介质入口（87）。

10.根据权利要求7、8或9任一项所述的一种高温气体余热利用***，其特征是：氢反应床的氢气来源于氢化镁储罐内氢化镁与水反应产生的低压氢气，所述氢化镁储罐（1）由罐体（135）、罐体外部的保温层（137）组成，罐体的内部设有喷水管路（134）；所述罐体的上部设有压力传感器（71）、防爆阀（72）、氢气出口（73）、水气入口和温度传感器（72），所述罐体的下部设有添加抽出口（18），所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀（110）；所述罐体（135）为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口（138），所述水气入口管设有伴热管路（105），所述伴热管路入口设有水过滤膜（33），所述氢气出口（73）设有氢气过滤膜（2）；反应床的罐体由金属或非金属材料制成，设置有内保温或外保温或内、外保温措施；或有机工质压缩机（84）的出口输出的换热介质在超过每组升压床放氢温度时，直接进入反应床中进行直接换热放氢，从有机工质压缩机（84）的出口输出的有机工质压力如果低于氢反应床放氢时的压力，采用泵或升压床升压，若采用不同于氢气的有机换热介质，则采用过滤膜（106）分离处理。

11.根据权利要求2、4 、6或10任一项所述的一种高温气体余热利用***，其特征是：所述氢化镁储罐（1）中的氢化镁的更换采用氢化镁更换装置的形式，氢化镁更换装置将使用过的氢化镁储罐中的以氢氧化镁为主的所有物质安全快捷的输送出来，并同样安全快捷地将颗粒状或粉状氢化镁注入氢化镁储罐中，同时准确快速的进行计量；氢化镁更换装置采用机械输送、气体输送或液体输送更换形式，能够实现计量准确、安全输送出氢氧化镁为主的使用过的物质或输送进氢化镁为主的物质进入氢化镁储罐目的，所述氢化镁更换装置包括分离罐（114）、氢氧化镁罐（115）、余氢吸收单元（116）、真空罐（117）、保护气压缩机（119）、高压保护气罐（120）、氢化镁罐（123）、供料器（124）、抽出计量仪（126）、添加计量仪（127）和加注枪（111）；所述加注枪设有密封圈（113）和锁紧法兰（112），所述氢化镁储罐（1）的添加抽出口（18）设有带密码锁的截止阀（110），加注枪通过锁紧法兰与氢化镁储罐的添加抽出口（18）密封连接；所述加注枪设进料-出料口，进料-出料口通过添加-抽料共用管路（125）和抽出管路（122）连接到分离罐，分离罐的固体出口通过抽出计量仪（126）连接到氢氧化镁罐，分离罐的气体出口通过余氢吸收单元（116）连接到真空罐（117），所述真空罐通过单向阀（39）和保护气压缩机（119）连接到高压保护气罐（120）；高压保护气罐（120）出口分为两路，一路连接到供料器（124），一路通过保护气管路（121）连接到加注枪的保护气入口；所述氢化镁罐（123）通过供料器（124）、添加计量仪（127）、添加管路（128）和添加-抽料共用管路（125）连接到加注枪（111）的进料-出料口；所述氢化镁储罐（1）中的氢化镁更换或采用小容器输送的方式，将氢化镁装在各类形状相同或不同的小容器中，并把装载有氢化镁的小容器输送到氢化镁储罐内，水可以进入小容器中，水与小容器中的氢化镁反应放出氢气，氢气从小容器中进入氢化镁储罐供***使用，当小容器中氢化镁与水反应放氢结束后，把装载有以氢氧化镁为主的剩余物的小容器输送到氢氧化镁罐（115）中；氢化镁储罐（1）中的氢化镁更换或采用小容器输送的另一种方式，将氢化镁装在各类形状相同或不同的小容器中，并把装载有氢化镁的小容器输送到氢化镁储罐，将小容器中的氢化镁倒入氢化镁罐内，氢化镁储罐（1）中的氢化镁反应放氢后，以氢氧化镁为主的剩余物的更换采用小容器输送的方式，将以氢氧化镁为主的剩余物装在小容器中，并把装载有以氢氧化镁为主的剩余物的小容器输送到氢氧化镁罐（115），将小容器中以氢氧化镁为主的剩余物倒入氢氧化镁罐（115）内；或所述氢化镁储罐（1）中的氢化镁的更换采用氢化镁储罐整体更换的方式；所有升压床和柯来浦单元的氢反应床或采用外部换热、或抽出金属储氢材料换热模式；氢反应床金属氢化物吸氢放氢的供氢方式，与管道氢气、氢化镁储罐罐装氢气结合使用，对于压力不高的管道氢气通过升压床提高压力，对于罐装氢气随着使用压力逐渐降低，通过金属氢化物与水反应放出稳定压力的氢气弥补压力下降的不足。