CN102424357A - 紫外线光堆 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种利用电能、尤其是风电能分解水制氢的紫外线光堆装置。它是由光堆体（21），光堆管（1）、灯管（5）、光触媒（3）、氢筛（16），输入（30）和输出（32）、（19）的结构体，换能设施（46）、（49），光堆的信息枢纽（43）共同构成；光堆的工作原料是水蒸气，在光堆堆芯内水分子受到强烈紫外线的照射并在光触媒和撕拉电场的作用下分解成氢气和氧气，氢气在压力和电场的作用下，通过氢筛（16）进入到光堆的氢气回收腔（44）并有（37）排出，氧气便有光堆的氧气输出口（33）排出，产品气体经换能器（46）和（49）后输向下道工序；整个光堆是在计算机的管理下运作；光堆作为一个产氢的独立单元可进行大量的堆叠组合使用，紫外线光堆是继南极风车之后的又一发明，它是发明人所倡导的地球人类氢能源时代的重要设施。

Description

紫外线光堆

技术领域

一种能将水蒸气转变成氢气和氧气的装置，尤其是利用博大而不规则的风电能，将贫能态的水大量的变成富能态的氢的装置。

背景技术

紫外线光堆有时也简称为光堆。经过检索没有发现相同或相近的发明，在世面上和英特网上也没有发现与本发明相似或相近的产品；但本发明受益于现代科学，尤其是人工光源中的紫外线灯和光化学反应中的光触媒，各种新材料、信息技术；这些新技术新材料正是本发明的技术基础。目前为止，人们从水中得到氢气和氧气主要是靠电解，利用电解水制氢有许多不足，最主要的是这种方法生产氢气得率太低，耗能过大，无法实用化。本发明是南极风车的后续系列发明，它是将南极风车产生的强大电能进行大量而高效转化后，成为对水分子起作用的人工紫外线能，在光堆内水分子高效的被分解，分解后，对氢气的纯化回收也极其简便有效，整个发明自始至终一直遵循零污染，低耗能、高效率的设计理念。

本发明的目的在于提供一种高效率、长寿命、便维护、好管理、所产气体纯度高、安全性好的紫外线光堆装置。本发明的名称为紫外线光堆，它之所以称之为堆，是因为装置本身就具有堆叠结构，更重要的是在实际使用中。每一个紫外线光堆又可作为一个产氢单元进行大量堆叠组合，构成一个分解水制氢的车间乃至制氢的工厂，并且每一个紫外线光堆的工作都由计算机定量管理，它的光化学反应面积极其巨大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够利用强大而不规则的风电能量将贫能态的水变成富能态的氢，同时又将所分解产物进行高效、高纯分离的装置。生产氢气的工作实行大量的光堆堆叠组合的群组方式，并且有计算机统一管理，实现整个生产过程与风电能的动态匹配。

为了解决上述技术问题，本发明的紫外线光堆由光堆堆体、光堆芯、堆芯径向电场、前端盖、后端盖、能量节约和回收系统、电子资讯管理系统组成。其中光堆堆体是整个光堆的主体，它提供了所有解氢单元堆芯的骨架和分解产物的回收场所。光堆堆芯安装在光堆堆体的堆管内；为了协助光堆堆芯内的其他裂解因素更有效的分解水分子并且高效的分离氢气，每个光堆堆芯内都设有一个径向撕拉电场；前端盖和后端盖分别安装在光堆堆体的前端和后端；保温层是光堆的节能措施，覆设在光堆外围，同时，在氢气和氧气输出上还进行热量交换回收；在光堆的原料入口和产物出口以及排污口都设有具有信息侦测和执行能力的资讯阀门，它们都与计算机相联；光堆在工作中实行堆叠群组，显示了光堆作为一个工作单元的灵活性和高效性。

此紫外线光堆堆体是一个具有前后两个相互平行端面的箱体，在两端面上平行于箱体轴线开有许多对应通孔，光堆堆管穿过前后端面的对应孔，使所有堆管都平行于光堆轴线，并且光堆堆管和光堆堆体的连接处实行严密焊接；在光堆内部除去堆管所占体积外，其余空间都为光堆的氢气回收腔空间，光堆的回收腔空间与光堆堆管内空间有堆管壁上的微孔相通，除堆管壁上的微孔通道外，光堆的回收腔空间不和光堆堆管内空间存在其它通道，堆管内壁采取精加工是为了保障径向和轴向尺寸的精密稳定，有利于氢筛的使用寿命和光堆的性能稳定；堆管内壁的磨砂处理是为了使溢出氢筛的氢气能及时到达光堆的回收腔；制造光堆的材料必须是具有抗氢脆、抗氢渗、抗水汽腐、抗氧化、热稳定性极好的高级不锈钢材料制成。

此紫外线光堆堆芯是一个多层同心套组的层状结构体，不同功能的芯层进行搭配，同心安装在光堆堆管内，从而形成对水分子起分解作用的堆芯。堆芯的正中是紫外线发生装置，也就是紫外线灯管，它纵惯堆芯，两端有支架支撑，使灯管在光堆堆管中保持居中状态；在紫外线发生器的外围设有一个阳极栅，它是一个金属丝焊接体；在阳极栅的外围设有一定厚度的光触媒层，光触媒层呈丝绵状，疏密程度由内而外径向渐变，有利于增大光反应面积；在光触媒层的最外层设有氢筛，氢筛是堆芯与堆体回收腔的唯一选择性隔层，氢筛可以是具有一定晶格间隙的合金或一种复合钯管，也可以是多元金属和非金属的复合体，还可以是高能粒子加工品，又可以是具有只让氢分子或氢原子通过的高分子选择透膜，在氢筛的作用下，氧、水被隔离，氢气从堆芯排向光堆回收腔；氢筛纵惯堆管芯，两端有氢筛筛口，氢筛筛口是氢筛的加强体和支架，氢筛端口的外端面和光堆堆端面齐平，他和绝缘层以及堆管内壁形成精密密封，水分子和氢分子不能从此连接处通过；在氢筛外壁和堆管内壁间垫有一层通气的绝缘材料，绝缘材料层的存在有利于堆芯内阳极栅与堆管内壁间产生静电场，氢筛内壁和外壁产生电势差；绝缘层辅垫于整个氢筛的外壁和堆管的内壁之间。

此紫外线光堆内，堆芯电场是由堆芯内的阳极栅接电场源的高电位极、光堆体接电场源的低电位极，以及之间的绝缘层共同形成的芯内电场环境，此电场可以具有很高的电压差，也可以是恒定电场，也可以是一定频率的脉动电场，其目的是协助其它裂解因素撕开氢—氧化学键，并且能使水分子与光触媒的接触机会增多，争加光化学反应的有效碰撞，同时能使产生出的氢及时穿过氢筛，到达光堆的回收腔。

此紫外线光堆的前端盖是一个与光堆前端面相适应的具有周边密封中间隆起的盖体，在盖体的中央有一蒸汽入口，高压蒸汽由此入口进入到前端盖与堆体前端面形成的空腔内，再经过堆芯前端的灯管支架的气孔进入到堆芯内，前端盖的密封是靠端盖边缘的压紧螺丝实现，前端盖与光堆的原料输入有关。

此紫外线光堆的后端盖是一个与光堆后端面相适应的具有周边密封中间隆起的盖体，在堆芯中分解生成的氧气通过灯管后支架上的气孔进入到光堆的后端面与后端盖之间的空间内，在经过控制阀门排出光堆体外，端盖与光堆后端面的合口密封是靠端盖边缘的压紧螺丝实现，后端盖与光堆的氧气输出有关。

此紫外线光堆的热量保持和余温再利用是光堆的节能降耗措施，为了顺利实现光堆的光化学反应，增加氢筛的通氢效率，光堆的工作温度往往要求较高，因此保温节能是必不可少的措施，具体的做法是在光堆堆体表面设有保温隔热层；另外生成的氢气和氧气都携带有较高的热量，利用换热器将余温提取出来，进行再利用，同样是很好的节能措施，例如，利用产物携带的余温增加原料水的基础温度，可以大大降低原料水汽化所需的能耗。

此紫外线光堆的自动控制系统是光堆的灵魂。它主要包括光堆的大脑、光堆的感知器和光堆的执行部件。光堆的大脑就是计算机，它负责运行光堆的管理程序，向感知器件采集信息、分析处理所采集到的信息，向执行部件下达执行令领、实现对光堆的控制，实时检测光堆异常以及与外界互通、实现资源共享，最终实现综合调度的资讯管理。信息感知器件中的堆芯内水汽感知探头是探知光堆堆芯内水分子含量的感知器件，它能准确的感知堆芯内的光分解反应是否完成，原料水蒸气是否刚好充满堆芯；高压水蒸气入口综合数据阀中的温度感知器、蒸汽压力感知器、蒸汽流量感知器主要是采集光堆原料蒸汽入口处的高压蒸汽的几项重要指标；氢气出口处的氢气带电量的感知器件、氢气压力感知器件、氢气温度的感知器件、氢气流量的感知器件、都是反映氢气输出和光堆回收腔内的氢气状况的重要指标；氧气出口处的氧气带电量的感知器件、氧气压力感知器件、氧气温度感知器件、氧气流量感知器同样都是光堆氧气产出的重要指标；排污口的真空度感知器、温度感知器、氢气纯度感知器是光堆回收腔排污口和光堆回收腔的重要指标的探测器，它用于光堆回收腔的清洗和采样；氧气出口的信息控制的电磁阀、氢气出口的信息控制的电磁阀、原料入口处的信息控制的蒸汽阀、排污口的信息控制的电磁阀以及排污泵控制开关都是计算机控制的信息执行部件。计算机通过对光堆管理程序的运行，对以上数据源器件的实时访问以及对所采集到的有用数据的处理，对远程信息、电网总容信息的接收和综合处理，最终得出要执行什么样的动作，从而实现对整个光堆乃至整个氢工厂的管理。

此紫外线光堆在实际应用中可以进行大量的堆叠组合，这样能够大大增加光化学反应面积，有效提高氢气产量，所有组合的光堆都并入到蒸汽管网和电网之中，生成物集中处理，每个光堆乃至整个工厂都有计算机统一管理，实现电网中的电能与产氢同步协调。

采用这样的结构和技术后，紫外线光堆便形成了一套博大的光化学反应的堆内环境，同时将危险气体在第一时间进行分离纯化，给下一步液化、输送和使用提供了极其重要的前提条件。

下面结合附图和具体实施方式对发明做进一步详细的说明。

图1是紫外线光堆堆体的纵向剖视图。

图2是紫外线光堆单个堆芯的纵向剖视放大图。

图3是紫外线光堆单个堆芯光反应区的径向剖视放大图。

图4是紫外线光堆单个堆芯端头的径向剖视放大图。

图5是紫外线光堆总装透视图。

具体实施方式

图1所示紫外线光堆堆体的结构，从整体上看光堆堆体21是一个具有相互平行的前端面56和后端面57的箱体；在前端面56和后端面57上分别有许多孔洞20，前后端面上的孔洞位置一一对应，在前后端面的对应孔中均穿有光堆堆管1，堆管1的两端与端面上的孔洞20实行精密配合，并且在相结合的缝处进行严密焊接；堆管1在堆体21的内空间部分，管壁上带有密布的透气微孔；在堆体内，除去堆管所占空间外，其余空间为光堆回收腔44，光堆回收腔44是氢气的回收空间，19为回收腔44的输出口；光堆的前后端壁22较底壁23和其他侧壁厚，这有利于安装光堆堆芯和前后端盖；光堆前后端面齐平。

图2所示紫外线光堆堆芯的结构放大图，堆芯中心是紫外线灯管5，紫外线灯管5纵贯光堆堆管1，两端有灯管端帽58，通过灯管前支架4和后支架14将灯管架设在堆管的正中，紫外线灯管的两端都有灯丝12和电极8；灯管的外围是一个金属丝制的栅套6，称为阳极栅，9为阳极栅6的引出电极，在工作时阳极栅引出电极9接静电场源的高电位，光堆堆体接静电场源的低电位，于是在整个堆芯内就形成了一个以阳极栅6为中心的径向电场；在阳极栅6的外围又有一层光触媒芯3，光触媒芯3呈丝绵状，以径向渐变的方式布设在堆芯内，环绕光触媒芯3的外围是氢筛16，氢筛16纵贯堆管1，两端有氢筛端口15，氢筛16与氢筛端口15为一体结构，氢筛端口15既是氢筛16的加强支架又是氢筛16的密封端，水蒸气绝不能从氢筛端口15与光堆堆管1之间的结合缝进入到光堆的回收腔。紧贴氢筛16的外壁是一层绝缘材料2，绝缘层2纵贯堆芯，中间工作区具有通气性。紧贴在绝缘层2的外壁是光堆堆管1的内壁，光堆管1既是堆芯体的支架又是光堆堆芯的外胆。在堆芯内均匀布有水分子感知探头7，水分子感知探头7的连接线缆为45，线缆45由后端支架14的引线孔13引出，电极接头为59；光堆工作时水分子以蒸汽的形式从前端支架4上的蒸汽入孔10进入到光堆心内，在各种因素的作用下，水分子被分解，分解出的氢在压力和电场的作用下穿过氢筛到达光堆的回收腔，而分解出的氧和水分子却留在堆芯内，当水分子探头测得堆芯内水分子的含量为零或很少时，说明反应完成，随即，电脑将氧气的出口阀打开，堆芯内的氧气便从后端支架14上的氧气通孔11泄出 ，并通过阀门向外输送。

图3所示图2的工作区段径向放大结构。图中最外层黑色部分为光堆堆管1，其上的白线为管壁上的微气孔60；紧贴堆管内壁的灰色部分为绝缘层2，其上的白线表示绝缘层上的微气孔61；紧贴绝缘层内侧为氢筛16；以上三层共同形成堆芯的壳体，在氢筛16的内侧呈径向渐变布设的光触媒芯3；光堆堆芯的正中为紫外线灯管5，围绕灯管5的外侧设有一个阳极栅6。

图4所示图2的端头径向放大结构。图中最外层黑色部分为光堆堆管1，紧贴堆管1的内侧灰色部分为绝缘层2，紧贴绝缘层2的内侧黑色部分为氢筛端口15；紧贴氢筛端口内壁的灰色部分为灯管支架4，在灯管支架4上有几种通孔，其中有线缆通孔18、通气孔10、灯管孔17。

图5所示紫外线光堆总装透视图，它包括光堆主体和与光堆有关的三个外设。图中光堆的主体是一个装有光堆堆芯的堆体21、前端盖30、后端盖32、蒸汽入口综合仪数据阀40，氧气出口综合仪数据阀34、氢气出口综合仪数据阀19、排污口综合仪数据阀36。在光堆堆体21中有光堆堆管1，在堆管1中装有紫外线灯管5、光触媒3环绕紫外线灯管5布设，光触媒3的外围是氢筛16，紧贴氢筛16的外围就是氢筛16与光堆体21隔离的绝缘层2，在堆芯的两端有蒸汽或氧气通孔10和氢筛端口15；光堆体前后端壁22较底壁23和上臂24以及两侧壁厚；除去所有光堆堆管所占空间，光堆堆体内其余空间为光堆的回收腔空间44；62为光堆堆芯内，灯管的正极；引出电极63为光堆堆芯内，灯管的负极；电极64为光堆堆芯内阳极栅引出电极，接电场源的高电位；电极65与堆体壁相连，接电场源的低电位。光堆的前端盖30和后端盖32是光堆内环境与原料供应和产物输出有关的两个端腔盖体，它们与光堆前后端面的接触部位严格密封，从而形成两个密封腔，前腔41和后腔42；在前端盖上有一个通管31与前腔41相通，在通管31上还设有信息侦测和信息控制的综合数据阀40，原料蒸汽从入口38进入。在后端盖32上有一通管35与后腔42相通，其上还设有信息侦测和信息控制的综合数据阀34，光堆所产生的氧气由33输出。在光堆的上部设有通管67，通管67与光堆的回收腔44相通，其上安装有信息侦测和信息控制的综合数据阀19，所产生的氢气有出口37输出。在光堆底部有一通管68，通管68与光堆的回收腔44相通，其上安装有信息侦测和信息控制的综合数据阀36；排污出口39与高真空泵相接，光堆在安装之前必须要经过此排污口进行严格的回收腔清洗净化，达到净化要求后方可使用。图中外设包括氢气换热器46、氧气换热器49以及信息处理的计算机43；其中氢气换热器46包括温度较低的原料水的入口52，原料水的出口53，热氢气入口47、氢出口48；氧气换热器49包括温度较低的原料水入口54，加热后的原料水出口55，热氧气入口50，氧气出口51；从光堆产出的氢气或氧气从输出口37或33输向换热器的入口47或50，经过原料水降温后从换热器的出口48或51输向下道工序。计算机43是光堆的信息处理中心，计算机43上的1、2接口和光堆上的所有综合数据阀上的1、2接头都属自用电接头，专为仪器自身提供电能；光堆上的所有综合数据阀上的接头3、4是综合数据阀上的信息接头，它们通过特殊的逻辑接口电路与内部各仪器电路相连，计算机43上的3、4接头为信息线接头，它们分别和光堆上的所有综合数据阀上的信息接头3、4相联，共同构成光堆的信息网；图中T、P、E为相关气体的温度、压力、电性指标。为了不影响重要部位的表达，光堆的保温层在图中没有画出，特此申明。

使用时，管理紫外线光堆的计算机先启动光堆的管理程序，计算机对所有光堆进行自检，检查所有信息部件、执行部件是否到位，执行部件的机械部分是否灵活；如果是第一次使用，计算机将进入该光堆的净化程序，在净化程序的运作中会关闭输出氢气的出口19的阀门，打开排污口36的阀门，启动真空泵，将光堆回收腔抽成真空后，从相关口注入纯氢气清洗，经过多次真空清洗，光堆回收腔的洁净度达到要求后，计算机关闭排污阀，开启氢气输出阀，随即计算机进入工作程序，打开水蒸气入口阀和氧气出口阀，使水分子进入光堆芯内，水分子充满光堆芯后关闭氧气出口34中的阀门，同时接通电极62和63、64和65中的电源，光堆开始工作，当计算机探知到光堆芯内水分子含量很少时，平稳打开氧气输送阀，将反应完的气体放出，随之，原料水分子再次进入光堆内，当水蒸气刚好充满堆芯时，水分子感知器产生信号，计算机关闭氧气输出阀，反应再次进行。氢气侧畜集在光堆回收腔，待达到一定压力后向外输送，光堆执行间歇的工作方式。

当然，紫外线光堆是一个暂新的生产氢能源的装置，尤其是光堆体的制造材料，紫外线灯管、光触媒、氢筛、堆芯内径向撕拉电场都属于光堆的重要元素，在这方面可以有很多方案。例如：在光堆的关键部位的材料可以是十分优良的奥氏体合金也可以是某种金属和非金属的复合体，其目的是有效杜绝氢渗、氢脆，并且具有很好的热稳定性和较长使用寿命，降低成本。目前紫外线灯管是产生紫外线的有效手段，水银蒸汽的密度不同，灯管的功率就不同，所发的紫外线成分也不同，频率就相差各异；因此，紫外线灯管在制造中采用的紫外线激发原子可以是单一型，也可以是某种多元复合型的，又可以是某种分子，还可以是涂覆在高透紫外线管内部的特殊涂层；管内的压力、灯管的长度、径向尺寸、工作电压、都可灵活调整，最终和光堆相匹配。光触媒在光堆中是以丝绵状物使用的，目前，在光化学反应中，二氧化钛是人们较熟悉的光触媒，光堆中使用的触媒丝绵可以是金属钛丝表面经氧化后的产物，也可以是某种高分子材料做基丝，表面复合有某种触媒的复合体，又可以是多元触媒复合体丝状物。氢筛是光堆实时分离产物的唯一选择性隔层，目前工业上纯化、分离氢多用金属钯膜或钯管，但用钯做氢筛，工作温度在300—500度，这给紫外线光堆的使用可能造成一定的影响，因此氢筛的改进就显得非常重要，就此，氢筛可以是单元或多元钯或钯合金；也可以是高分子材料作筛基复合有钯或钯合金的高分子复合氢筛体，也可以是某种带微孔的透氢高分子体，又可以是高级奥氏体材料的高能粒子的加工品，总之，氢筛就是光堆堆芯环境与光堆氢回收腔的具有可靠选择性的隔离层；如果氢筛自带绝缘性或覆有一层特殊的绝缘涂层，那么，紫外线光堆堆芯中的绝缘层就可省去，这无疑是一项有利的简化。为了增加光堆的工作温度、有效增加光堆抗高压蒸汽的强度，使氢筛能工作在较高温度区，光堆和光堆堆管的径向尺寸可以适当减小。光堆堆管内的撕拉电场是紫外线光堆必不可少的裂解要素，它的存在能使裂解开的氢做径向穿筛运动，又可以增加堆芯内水分子与光触媒间的接触机会，还可以增加氢筛的透氢率，有效降低光堆的工作温度，防止氢筛在水环境中中毒，静电场可以是恒场也可以是一定频率的脉动电场。紫外线光堆的保温隔热层可以是覆盖在光堆表面的某种隔热材料，也可以将光堆堆体外壳作成夹层真空绝热层，后者效果会更好。

Claims (9)

1.一种能将水蒸汽分解成氢气和氧气的装置，其特征在于：所述紫外线光堆选择水蒸气作为光堆的工作原料，紫外线光堆的堆体是一个具有蜂窝状的空心多管器件，在紫外线光堆堆体的管腔内装有对水蒸汽起作用的光堆芯体，紫外线光堆体还包括光堆的前端盖和后端盖；高压水蒸汽通过蒸汽入口进入到光堆的前端腔内，经每个单元光堆管的灯管前端支架的蒸汽通孔进入到每个光堆堆芯中；在堆芯环境中，水蒸汽受到强烈紫外线的照射，同时，在光触媒和撕拉电场的作用下，水分子被分解，分解出的氢在压力和电场的作用下，穿过氢筛进入紫外线光堆的回收腔，再由氢气出口导出，生成的氧气则留在堆芯内，通过设立在堆芯内的水分子探头的数据分析，可及时得知堆芯内的反应程度，当没有水分子或水分子含量很少时，氧气出口的控制阀打开，所生成的氧气进入到后端盖腔，由氧气出口排出，新的水蒸汽再次填充进堆芯；工作时每个堆芯中都存在一个径向电场；在水蒸汽的入口，氢气的出口、氧气的出口、排污口都设有数字型测试仪和信息控制的电磁阀，整个紫外线光堆具有信息控制能力，为了节省能源，紫外线光堆还具备一套完整的保温和余热回收设施；在实际应用中光堆是进行多重并联组合使用的。

2.根据权利要求1所述的紫外线光堆，其特征在于：所述紫外线光堆堆体是一个具有前后两个相互平行端面的箱体，前、后端面上都开有许多相对应的通孔，在前、后端面的相对应的通孔间穿有光堆堆管，光堆堆管是堆芯的支架和外胆，光堆堆管具有很强的压力承受能力，堆管管壁是一个多微孔体，密布的微孔布满堆管的反应区段，堆管内壁采用精密加工，最后采用精密磨砂处理，所有堆管在光堆内都采取彼此平行的堆叠排列；紫外线光堆端面上的通孔和堆管之间实行高精间隙配合，并且在端面通孔与堆管连接处进行严密焊接；紫外线光堆堆体上还有一个电场低电位电极；光堆堆体的上部有一个氢气出口，下部有一个排污口，它们都和光堆回收腔相通；所述光堆堆体都是利用抗氢渗、抗水腐、抗氧化、抗氢脆、热稳定性极好的高级不锈钢材料制成。

3.根据权利要求1所述的紫外线光堆，其特征在于：所述紫外线光堆堆芯是一个安装在光堆堆管内的具有不同功能的同心套组的多层结构体，紫外线光堆堆芯的正中是紫外线发生装置，它纵惯堆芯，两端有支架支撑，使灯管在光堆堆管中保持居中状态；在紫外线发生器的外围设有一个阳极栅，在阳极栅外围又设有一定厚度的光触媒层，光触媒层呈疏松状，疏密状态由内而外实行径向渐变，有利于光分解反应，在光触媒层的最外层设置有氢筛，氢筛是堆芯与堆体回收腔的唯一选择性隔层，氢筛纵惯堆芯，两端有氢筛端口，氢筛端口不但是氢筛的支架，更是堆芯与堆体回收层的密封端，水蒸汽无法从氢筛端口的缝隙进入到光堆堆体内的回收腔，回收腔的氢气也不能从此缝隙渗出；紧贴着氢筛外壁的绝缘层是堆芯与堆管间的电子隔离层，它纵惯堆芯，绝缘层的反应区段具有很好的透气性，绝缘层可实现氢筛与堆管内壁的绝缘隔离；紧贴在绝缘层外壁的就是光堆堆管内壁。

4.根据权利要求1所述的紫外线光堆，其特征在于：所述紫外线光堆堆芯径向电场环境是由堆芯内的阳极栅接电场源的高电位，紫外线光堆堆体接电场源的低电位所形成的，此电场可以具有很高的压差，可以是恒场，也可以是具有一定频率的脉动电场，其目的是协助其它裂解因素拉开氢—氧化学键，并且能使分解生成的氢顺利穿过氢筛到达光堆的回收层。

5.根据权利要求1所述的紫外线光堆，其特征在于：所述紫外线光堆的前端盖是一个与光堆前端面相适应的具有周边密封中间隆起的盖体，高压水蒸汽由入口（31）进入到前端盖与光堆前端面之间的空间，再分别进入到每一个光堆堆芯，前端盖是有边缘的压紧螺丝压紧密封的，前端盖的制造材料与光堆堆体相同。

6.根据权利要求1所述的紫外线光堆，其特征在于：所述紫外线光堆的后端盖是一个与光堆后端面相适应的具有周边密封中间隆起的盖体，在堆芯中分解生成的氧气通过灯管后端架的氧气通孔进入到光堆的后端面与后端盖之间的空间内，再经过控制阀排出光堆体外，端盖的周边通过螺丝与光堆后端面进行连接、压紧密封，其制造材料与光堆堆体相同。

7.根据权利要求1所述紫外线光堆，其特征在于：所述紫外线光堆的热量保持和余温再利用是由光堆的保温阻热层以及生成物余温换热器组成，所回收的热量用来提高原料水的基础温度。

8.根据权利要求1所述的紫外线光堆，其特征在于：所述紫外线光堆的自动控制和管理系统是以计算机为信息接收、信息处理、信息控制和信息发送的核心部件；其信息来源是靠紫外线光堆堆心中的水分子感知探头、高压水蒸汽入口处的综合数据阀中的温度感知器件、蒸汽压力感知器件、蒸汽流量感知器件，氢气出口处的氢气带电量的感知器件、氢气压力感知器件、氢气温度的感知器件、氢气流量感知器件，氧气出口处的氧气带电量的感知器件、氧气的压力感知器件、氧气温度的感知器件、氧气流量的感知器件，排污口的真空度感知器件、温度感知器件和气体纯度感知器件；执行部件有氧气出口的信息控制电磁阀、氢气出口的信息控制电磁阀、高压蒸汽入口的信息控制电磁阀、排污口的信息控制电磁阀以及排污泵控制开关；计算机通过对以上数据源器件的实时访问，采集到有用的数据，通过特定的程序对这些数据进行加工分析，判断出要执行什么动作，最终实现对整个紫外线光堆的定量管理。

9.根据权利要求1—8所述的紫外线光堆，其特征在于：紫外线光堆作为一个解氢单元能进行大量的堆叠组合，所有组合的光堆都并入到蒸汽管网和电网之中，生产原料和生成产物集中处理，每一个光堆都有计算机监管，实现电网电能与产氢同步协调。

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