CN109339879A - 一种低温热源的氢能利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温热源的氢能利用系统，包括氢反应床单元、膨胀机、发电机、高温加热设备和低温放热设备，膨胀机与发电机轴连接。氢反应床单元的氢反应床的高压氢气出口经膨胀机连接到氢反应床的低压氢气进口。氢反应床单元的氢反应床的换热氢气出口通过三通阀分为两路，一路依次通过换热介质低压氢气循环泵、1号氢气中间罐、低温放热设备和三通阀连接到氢反应床的换热氢气入口，形成冷却回路。另一路依次通过换热介质高压氢气循环泵、2号氢气中间罐、高温加热设备和三通阀连接到氢反应床的换热氢气入口，形成加热回路。本发明利用大自然能量及工业余热将热能转变为机械能和电能，有利于节能减排、创造经济效益。

Description

一种低温热源的氢能利用系统

技术领域

本发明属于能量综合利用技术领域，涉及一种低温热源的氢能利用系统。

背景技术

自然界充满着无限的常温能源，空气、海水等无限量的常温能源，具有开发潜力。地球上的能源绝大部分来自于太阳，在能源日益紧缺的今天，新的可再生绿色洁净发电技术日益受到重视。现在新能源中，水能和风能发电技术应用较为普遍，技术也较为成熟。水电开发潜力不大，而风力又过于分散，只能在一些特定区域有用，而且水能和风能发电装置投入很大，占地面积广。空气能已逐步进入人们的视野中，目前空气能热水器也得到了普遍应用，其原理就是利用空气中的热能，通过热泵加热水。但是利用空气能发电的技术非常少，技术不够成熟，难以推广应用。

授权公告号为CN202055876U，授权公告日为2011年11月30日的中国实用新型专利公开了一种新能源太阳能热力超临界低温空气能发电装置。包括吸热器、膨胀发电机组、回热器、冷却器、增压泵、制冷机及其管道附件及检测和控制装置，密闭系统内有氮气或混合工质。工质经吸热器成为高压超临界流体，经膨胀发电机组做功发电成为临界状态工质，经回热器、冷却器冷凝，由增压泵压入回热器换热再进吸热器吸热形成封闭循环发电系统。它也可以用于余热废热地热等中低温热源发电，工质用二氧化碳或混合工质。该实用新型专利能够将空气能转化成推动发电机组转动的动能，但是因冷却器冷凝需要耗能，其系统能量转换率变低，发电机发电量较小，实际推广价值有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温热源的氢能利用系统，通过氢气在氢反应床单元循环，利用电厂乏汽或空气的热量通过能量转换转变为机械能带动发电机发电，充分利用大自然能量及工业余热，节能减排增加企业经济效益。

本发明的技术方案是：

一种低温热源的氢能利用系统，包括氢反应床单元、膨胀机、发电机、1号氢气中间罐和2号氢气中间罐，膨胀机与发电机轴连接。氢反应床单元的氢反应床分别设有低压氢气进口、高压氢气出口、换热氢气入口和换热氢气出口。氢反应床单元的氢反应床的高压氢气出口经高压氢气管路连接到膨胀机的入口，膨胀机的出口通过低压氢气管路连接到氢反应床的低压氢气进口。系统设有高温加热设备和低温放热设备，氢反应床单元的氢反应床换热氢气出口通过三通阀分为两路，一路经冷却氢气管路依次通过换热介质低压氢气循环泵、1号氢气中间罐、低温放热设备和三通阀连接到氢反应床的换热氢气入口，形成冷却回路；另一路经加热氢气管路依次通过换热介质高压氢气循环泵、2号氢气中间罐、高温加热设备和三通阀连接到氢反应床的换热氢气入口，形成加热回路。

高温加热设备为空气换热器或乏汽冷凝器，低温放热设备为空气冷却器或海水冷却器。

系统设有空气换热管路和海水换热管路，空气换热器和海水冷却器分别为管壳式结构。空气换热管路连接到空气换热器的壳程入口，空气换热器的壳程出口与大气连通。空气换热器的管程入口与2号氢气中间罐连接，空气换热器的管程出口通过三通阀连接到氢反应床的换热氢气入口。海水换热管路连接到海水冷却器的壳程入口，海水冷却器的壳程出口与海洋连通。海水冷却器的管程入口与1号氢气中间罐连接，海水冷却器的管程出口通过三通阀连接到氢反应床的换热氢气入口。

系统设有空气换热管路、乏汽进口管路和冷凝水出口管路。乏汽冷凝器和空气冷却器分别为管壳式结构。乏汽进口管路连接到乏汽冷凝器的壳程入口，乏汽冷凝器的壳程出口与冷凝水出口管路连接。乏汽冷凝器的管程入口与2号氢气中间罐连接，乏汽冷凝器的管程出口通过三通阀连接到氢反应床的换热氢气入口。空气换热管路连接到空气冷却器的壳程入口，空气冷却器的壳程出口与大气连通。空气冷却器的管程入口与1号氢气中间罐连接，空气冷却器的管程出口通过三通阀连接到氢反应床的换热氢气入口。

氢反应床单元设有至少两台氢反应床，每台氢反应床分别设有低压氢气进口、高压氢气出口、换热氢气入口和换热氢气出口。低压氢气进口设有低压氢气进口阀门，高压氢气出口设有高压氢气出口阀门。换热氢气入口和换热氢气出口分别设有三通阀。氢反应床单元可以依据放氢热源温度设置为多级。

氢反应床内装载金属储氢材料，包括但不限于稀土系金属氢化物。低压氢气由低压氢气入口进入氢反应床，低压氢气被储氢材料吸收形成金属氢化物，对完成吸氢后的金属氢化物加热放出高压氢气。氢反应床为一级结构，或者为阶梯利用热量的多级结构，允许每级氢反应床中的每个氢反应床内的金属氢化物的品种、质量或体积可以不一样，每级氢反应床可以相同或者不同。

氢反应床采用循环介质与加热介质间壁或非间壁换热，加热介质为空气、烟气、海水、河水、湖水、气体加热介质、液体加热介质、固体加热介质、气液固之间二二混合或三相混合加热介质。氢反应床采用的高压或低压循环介质包括氢气但不限于氢气，直接进入氢反应床进行加热或移热，或采用电、电磁或内部加热的方式，或采用外加热的方式，或同时采用内外加热的方式，循环介质为氢气或其他稳定介质，循环介质可以是气体、液体、固体，或气液固之间二二混合或三相混合循环介质，直接进入氢反应床进行加热或移热。对氢反应床吸氢时放出的反应热，采用换热循环介质进行移热，换热循环介质包括但不限于氢气，氢气的温度可以跟吸氢温度不同，当氢气的温度不同于吸氢温度时，吸氢时的换热循环介质可以采用间断直接进入或变流量直接进入氢反应床内部，从而使氢反应床的吸氢温度在吸氢温度以下保持稳定。对氢反应床放氢时需要的反应热，采用换热循环介质进行加热，把外界的热量直接带入氢反应床，加热循环介质包括但不限于氢气，氢气的温度可以跟放氢温度不同，当氢气的温度不同于放氢温度时，放氢时的加热循环介质可以采用间断直接进入或变流量直接进入氢反应床内部，从而使氢反应床的放氢温度在放氢温度以上保持稳定。

氢反应床设置有金属氢化物更换装置，将生产过程中粉化或老化的金属氢化物快速移出并更换装载新的金属氢化物，利用吸放氢间歇时间快速更换氢反应床内的物料，也可以停机更换氢反应床内的物料，被更换的物料可以是吸氢状态，也可以是放氢状态，也可以是吸放氢的过渡状态。

氢反应床单元的氢反应床设有使用过的金属氢化物抽出口和新鲜金属氢化物加入口。金属氢化物更换装置包括新鲜金属氢化物仓和使用过的金属氢化物仓。使用过的金属氢化物抽出口通过密封阀和抽出泵连接到使用过的金属氢化物仓，新鲜金属氢化物仓通过添加泵和密封阀连接到氢反应床。金属氢化物更换装置或采用重力输送、机械输送、气力输送、真空输送、液力输送、电磁输送的方法或它们的组合，从而可靠的实现氢反应床内金属氢化物更换的任何方法都适用。

高温热源可以是环境空气、烟气、蒸汽、海水、河水、湖水以及高于低温热源的所有介质。高温加热设备可以是管壳式、卷板式、列管式以及能达到换热目的的设备形式。低温热源可以是环境空气、烟气、蒸汽、海水、河水、湖水以及低于高温热源的所有介质。低温放热设备可以是管壳式、卷板式、列管式以及能达到换热目的的设备形式。氢反应床、1号氢气中间罐27和2号氢气中间罐28采取内保温、外保温或内外保温，各阀门和管路采取外保温，采用氢气作为换热循环介质。

本发明低温热源的氢能利用系统通过以氢气等为循环工质，利用空气和工业废气余热热量，通过工质循环驱动膨胀机做功，将热能转变为机械能带动发电机发电或驱动设备，充分利用了大自然能量及工业余热，有利于节能减排和创造经济效益。将本发明低温热源的氢能利用系统安装在轮船等交通工具，可以利用海水等其它自然物质所携带的能量，通过工质循环驱动膨胀机做功，将热能转变为机械能驱动交通工具运行，实现绿色交通。通过本发明低温热源的氢能利用系统设备的适当替换可以实现烟气等携带热能废气的余热利用，扩大应用范围。

附图说明

图1为本发明一种实施方案的流程示意图；

图2为本发明另一种实施方案的流程示意图；

图3为氢反应床单元的结构示意图；

图4为氢反应床金属氢化物更换装置图。

其中：1—氢反应床单元、2—空气冷却器、3—膨胀机、4—乏汽冷凝器、5—发电机、6—乏汽进口管路、7—冷凝水出口管路、8—海水冷却器、9—低压氢气管路、10—高压氢气管路、12—空气换热管路、13—换热介质循环泵、14—海水换热管路、19—低压氢气进口阀门、20—高压氢气出口阀门、21—换热介质高压氢气循环泵、23—新鲜金属氢化物仓、24—使用过的金属氢化物仓、25—换热氢气管路、26—加热氢气管路、27—1号氢气中间罐、28—2号氢气中间罐、29—空气换热器、30—三通阀、31—低压氢气进口、32—高压氢气出口、33—换热氢气入口、34—换热氢气出口、35—氢反应床、36—使用过的金属氢化物抽出口、37—新鲜金属氢化物加入口、38—密封阀、39—添加泵、40—抽出泵、A—1号氢反应床、B—2号氢反应床、C—3号氢反应床。

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

本发明低温热源的氢能利用系统如图1所示，包括氢反应床1、膨胀机3、发电机5、海水冷却器8、空气换热器29、低压氢气管路9、高压氢气管路10、空气换热管路12、海水换热管路14、换热氢气管路25、加热氢气管路26、换热介质循环泵13和换热介质高压氢气循环泵21。膨胀机3与发电机5轴连接，发电机与外部电网电路连接，发电机发的电并入电网外供。空气换热器29、海水冷却器8均为管壳式结构。空气换热管路12连接到空气换热器29的壳程入口，空气换热器29的壳程出口与大气连通。低温海水通过海水换热管路14进入海水冷却器8的壳程，温度升高的海水再返回到海洋中，从而使换热氢气管路25中的氢气降温，降温后的氢气返回氢反应床单元1中，循环进行氢反应床的吸氢降温使用。

如图3所示，氢反应床单元1设有3台氢反应床，1号氢反应床A、2号氢反应床B和3号氢反应床C，每台氢反应床设有低压氢气入口31、高压氢气出口32、换热氢气入口33、换热氢气出口34。每台氢反应床的低压氢气入口31与低压氢气管路9连接，每台氢反应床的高压氢气出口32与高压氢气管路10连接。氢反应床单元1的每台氢反应床的高压氢气出口32经高压氢气管路10连接到膨胀机3的入口，膨胀机3的出口通过低压氢气管路9连接到每台氢反应床的低压氢气进口31。

氢反应床单元1的氢反应床换热氢气出口34通过三通阀30分为两路，一路经冷却氢气管路25依次通过换热介质低压氢气循环泵13、1号氢气中间罐27、海水冷却器8和三通阀30连接到氢反应床的换热氢气入口33，形成冷却回路。另一路经加热氢气管路26依次通过换热介质高压氢气循环泵21、2号氢气中间罐28、空气换热器29和三通阀30连接到氢反应床的换热氢气入口33，形成加热回路。

氢反应床单元1中的氢反应床的高压氢气出口32经高压氢气管路10、膨胀机3，再经低压氢气管路9和低压氢气入口31到氢反应床进行氢气循环，驱动膨胀机3运转做功，带动发电机5发电。氢反应床单元1有两路循环，一路经换热氢气管路25，依次通过换热介质低压氢气循环泵13、1号氢气中间罐27、海水换热器8的换热盘管、三通阀30和换热氢气入口33到氢反应床。氢气直接进入氢反应床，把氢反应床吸氢放热带出，形成换热循环把热量传递给海水。另一路经加热氢气管路26，依次通过换热介质高压氢气循环泵21、2号氢气中间罐28、空气换热器29、三通阀30和换热氢气入口33到氢反应床形成加热管路。用氢气作循环介质，进入氢反应床对氢反应床直接加热，通过空气换热器29用空气加热循环氢气，作为氢反应床单元1中的氢反应床的热量来源。

本发明低温热源的氢能利用系统的运行过程为，14℃、2.2MPa的高压氢气，经换热介质高压氢气循环泵21输送进入加热氢气管路26，进入2号氢气中间罐28后，进入空气换热器29的管程与空气换热，通过三通阀30和换热氢气入口33进入氢反应床，将空气的热量带入氢反应床，形成加热循环管路。用氢气作循环介质，进入氢反应床对氢反应床直接加热，通过空气换热器29用空气加热循环氢气，作为氢反应床单元1中的氢反应床的热量来源。加热氢反应床中的金属氢化物，放出14℃、2.2MPa的高压氢气。氢反应床中的金属氢化物产生的高压氢气，经高压氢气管路10进入膨胀机3膨胀做功，带动发电机5发电，出膨胀机的12℃、2.0MPa的低压氢气，经过低压氢气管路9和低压氢气入口31进入氢反应床单元的另一个氢反应床进行吸氢。氢反应床吸氢过程中放出的热量，由12℃、2.0MPa的低压氢气带出，经换热氢气管路25，由低压氢气循环泵13输送、进入1号氢气中间罐27后，再进入海水换热器8的换热盘管与海水换热，将吸氢放出的热量释放到海水里，出海水换热器8的低压氢气通过三通阀30和换热氢气入口33循环返回到氢反应床，把氢反应床吸氢放热带出，形成换热循环把热量传递给海水。空气和海水的温度参考舟山的空气16.7℃和海水9.2℃的年平均温度。氢反应床、1号氢气中间罐27和2号氢气中间罐28采取内保温、外保温或内外保温，各阀门和管路采取外保温，采用氢气作为换热循环介质。

如图3所示，氢反应床单元中的三个氢反应床吸氢放氢交替进行。氢反应床单元的工作过程包括吸氢工序Ⅰ、吸氢工序Ⅱ和放氢工序；每台氢反应床的工作均按吸氢工序Ⅰ—吸氢工序Ⅱ—放氢工序—吸氢工序Ⅰ的顺序进行循环。以氢反应床单元设置三台氢反应床为例，每个时间段都有一台氢反应床分别处于吸氢工序Ⅰ、吸氢工序Ⅱ和放氢工序。

吸氢工序Ⅰ：

氢反应床结束放氢工序后进入吸氢工序Ⅰ，氢反应床先关闭高压氢气出口阀门20并通过三通阀30的切换使换热氢气入口和换热氢气出口连通冷却氢气管路25，然后开启低压氢气进口阀门19，换热介质氢气和低压氢气直接进入氢反应床进行冷却和吸氢，冷却到12℃后氢反应床开始吸氢，吸氢放出的热量由换热介质氢气带走传递给海水换热器8，将热量释放给海水。

吸氢工序Ⅱ：

吸氢工序Ⅱ继续吸氢工序Ⅰ的吸氢操作。

放氢工序：

氢反应床吸氢工序Ⅱ结束后进入放氢工序，氢反应床先关闭低压氢气进口阀门19，然后通过三通阀30的切换使换热氢气入口和换热氢气出口连通加热氢气管路26，换热介质氢气通过空气换热器与环境空气换热升温后直接进入氢反应床，氢反应床被换热介质氢气加热到14℃后开始放氢，放氢至氢反应床内压力达到2.2MPa后，打开高压氢气出口阀门20送出高压氢气。

为阶梯利用热量，本实施例中的氢反应床单元可以设置为两级或者多级结构，根据热量温度选择具有不同储氢材料的氢反应床，实现不同温度的吸放氢，同时上一级氢反应床吸氢放出的热量可以提供给下一级氢反应床放氢使用。

如图4所示，为了防止金属氢化物频繁的吸放氢而造成粉化或老化，需要更换新鲜金属氢化物，可以采用如下方法进行更换：氢反应床单元1的氢反应床设有使用过的金属氢化物抽出口36和新鲜金属氢化物加入口37，所述金属氢化物更换装置包括新鲜金属氢化物仓23和使用过的金属氢化物仓24，所述使用过的金属氢化物抽出口36通过密封阀38和抽出泵40连接到使用过的金属氢化物仓24，新鲜金属氢化物仓23通过添加泵39和密封阀38连接到氢反应床的新鲜金属氢化物加入口37。金属氢化物更换装置或采用重力输送、机械输送、气力输送、真空输送、液力输送、电磁输送的方法或它们的组合，从而可靠的实现氢反应床内金属氢化物更换的任何方法都适用。

金属氢化物更换装置的运行过程为：需要更换金属氢化物时，先关闭新鲜金属氢化物加入口37的密封阀38，打开使用过的金属氢化物抽出口36的密封阀38，启动抽出泵40由氢反应床向使用过的金属氢化物仓24输送使用过的金属氢化物；氢反应床中使用过的金属氢化物抽出后，关闭使用过的金属氢化物抽出口36的密封阀38，打开新鲜金属氢化物加入口37的密封阀38，启动添加泵39由新鲜金属氢化物仓23向氢反应床中添加新鲜金属氢化物，添加完后关闭新鲜金属氢化物加入口37的密封阀38。

本实施例优选稀土系金属氢化物。

实施例2

本发明另一实施方式如图2所示，包括氢反应床单元1、空气冷却器2、膨胀机3、乏汽冷凝器4、发电机5、乏汽进口管路6、冷凝水出口管路7、低压氢气管路9、高压氢气管路10、空气换热管路12、换热介质循环泵13和换热介质高压氢气循环泵21。膨胀机3与发电机5轴连接，发电机与外部电网电路连接，发电机发的电并入电网外供。空气冷却器2、乏汽冷凝器4均为管壳式结构。低温空气通过空气换热管路12进入空气冷却器2的壳程，温度升高的空气再返回到大气环境中，从而使换热氢气管路25中的氢气降温，降温后的氢气返回氢反应床单元1中，循环进行氢反应床的吸氢降温使用。乏汽进口管路6连接到乏汽冷凝器4的壳程入口，乏汽冷凝器4的壳程出口与冷凝水出口管路7连接。

氢反应床单元1的每台氢反应床的高压氢气出口32经高压氢气管路10连接到膨胀机3的入口，膨胀机3的出口通过低压氢气管路9连接到每台氢反应床的低压氢气进口31。氢反应床单元1的氢反应床换热氢气出口34通过三通阀30分为两路，一路经冷却氢气管路25依次通过换热介质低压氢气循环泵13、1号氢气中间罐27、空气冷却器2和三通阀30连接到氢反应床的换热氢气入口33，形成冷却回路。另一路经加热氢气管路26依次通过换热介质高压氢气循环泵21、2号氢气中间罐28、乏汽冷凝器4和三通阀30连接到氢反应床的换热氢气入口33，形成加热回路。

氢反应床单元1中的氢反应床放氢所产生的高压氢气出口32经高压氢气管路10、膨胀机3，再经低压氢气管路9和低压氢气入口31到氢反应床进行氢气循环，驱动膨胀机3运转做功，带动发电机5发电。氢反应床单元1有两路循环，一路经换热氢气管路25，依次通过换热介质低压氢气循环泵13、1号氢气中间罐27、空气冷却器2的换热盘管、三通阀30和换热氢气入口33到氢反应床，氢气直接进入氢反应床，把氢反应床吸氢放热带出，形成换热循环把热量传递给空气。另一路经加热氢气管路26，依次通过换热介质高压氢气循环泵21、2号氢气中间罐28、乏汽冷凝器4、三通阀30和换热氢气入口33到氢反应床，形成加热管路。用氢气作循环介质，进入氢反应床对氢反应床直接加热，通过乏汽冷凝器4用电厂乏汽的冷凝潜热加热循环氢气，作为氢反应床单元1中的氢反应床的热量来源。

本发明低温热源的氢能利用系统的运行过程为，45℃（冬季25℃）、2.5MPa的高压氢气，经换热介质高压氢气循环泵21输送进入加热氢气管路26，进入2号氢气中间罐28后，进入乏汽冷凝器4的管程与来自电厂65℃（冬季45℃）的乏汽换热，乏汽冷凝后经由冷凝水出口管路7送回发电厂 。升温到50℃（冬季30℃）、2.5MPa的高压氢气，通过三通阀30和换热氢气入口33进入氢反应床，将电厂乏汽的冷凝潜热带入氢反应床，加热氢反应床中的金属氢化物，放出45℃、2.5MPa的高压氢气，形成加热循环管路。用氢气作循环介质，进入氢反应床对氢反应床直接加热，作为氢反应床的热量来源。氢反应床中的金属氢化物产生的45℃（冬季25℃）、2.5MPa高压氢气，经高压氢气管路10进入膨胀机3膨胀做功，带动发电机5发电，出膨胀机3的40℃（冬季20℃）、2.0MPa的低压氢气，经过低压氢气管路9和低压氢气入口31进入氢反应床单元的另一个氢反应床进行吸氢。氢反应床吸氢过程中放出的热量，由40℃（冬季20℃）、2.0MPa的低压氢气带出，经换热氢气管路25，由低压氢气循环泵13输送，进入1号氢气中间罐27后，再进入空气冷却器2的换热盘管与空气换热，将吸氢放出的热量释放到大气里，出空气冷却器2的低压氢气通过三通阀30和换热氢气入口33循环返回到氢反应床，把氢反应床吸氢放热带出，形成换热循环，把热量传递给大气。实施例2中氢反应床单元1的氢反应床吸放氢的过程和实施例1相同。

本实施例金属氢化物优选稀土类金属氢化物。

Claims (10)

1.一种低温热源的氢能利用系统，包括氢反应床单元（1）、膨胀机（3）、发电机（5）、1号氢气中间罐（27）和2号氢气中间罐（28），膨胀机（3）与发电机（5）轴连接；所述氢反应床单元的氢反应床分别设有低压氢气进口（31）、高压氢气出口（32）、换热氢气入口（33）和换热氢气出口（34）；所述氢反应床单元（1）的氢反应床的高压氢气出口（32）经高压氢气管路（10）连接到膨胀机（3）的入口，所述膨胀机（3）的出口通过低压氢气管路（9）连接到氢反应床的低压氢气进口（31）；其特征是：所述系统设有高温加热设备和低温放热设备，所述氢反应床单元（1）的氢反应床换热氢气出口（34）通过三通阀（30）分为两路，一路经冷却氢气管路（25）依次通过换热介质低压氢气循环泵（13）、1号氢气中间罐（27）、低温放热设备和三通阀（30）连接到氢反应床的换热氢气入口（33），形成冷却回路；另一路经加热氢气管路（26）依次通过换热介质高压氢气循环泵（21）、2号氢气中间罐（28）、高温加热设备和三通阀（30）连接到氢反应床的换热氢气入口（33），形成加热回路。

2.根据权利要求1所述的低温热源的氢能利用系统，其特征是：所述高温加热设备为空气换热器（29）或乏汽冷凝器（4），所述低温放热设备为空气冷却器（2）或海水冷却器（8）。

3.根据权利要求2所述的低温热源的氢能利用系统，其特征是：所述系统设有空气换热管路（12）和海水换热管路（14），所述空气换热器（29）和海水冷却器（8）分别为管壳式结构；所述空气换热管路（12）连接到空气换热器（29）的壳程入口，空气换热器（29）的壳程出口与大气连通；所述空气换热器（29）的管程入口与2号氢气中间罐（28）连接，空气换热器的管程出口通过三通阀（30）连接到氢反应床的换热氢气入口（33）；海水换热管路（14）连接到海水冷却器（8）的壳程入口，海水冷却器（8）的壳程出口与海洋连通；所述海水冷却器（8）的管程入口与1号氢气中间罐（27）连接，海水冷却器（8）的管程出口通过三通阀（30）连接到氢反应床的换热氢气入口（33）。

4.根据权利要求2所述的低温热源的氢能利用系统，其特征是：所述系统设有空气换热管路（12）、乏汽进口管路（6）和冷凝水出口管路（7），所述乏汽冷凝器（4）和空气冷却器（2）分别为管壳式结构；所述乏汽进口管路（6）连接到乏汽冷凝器（4）的壳程入口，乏汽冷凝器（4）的壳程出口与冷凝水出口管路（7）连接；所述乏汽冷凝器（4）的管程入口与2号氢气中间罐（28）连接，乏汽冷凝器的管程出口通过三通阀（30）连接到氢反应床的换热氢气入口（33）；所述空气换热管路（12）连接到空气冷却器（2）的壳程入口，空气冷却器（2）的壳程出口与大气连通；所述空气冷却器（2）的管程入口与1号氢气中间罐（27）连接，空气冷却器（2）的管程出口通过三通阀（30）连接到氢反应床的换热氢气入口（33）。

5.根据权利要求1～4任一项所述的低温热源的氢能利用系统，其特征是：所述氢反应床单元（1）设有至少两台氢反应床，每台氢反应床分别设有低压氢气进口（31）、高压氢气出口（32）、换热氢气入口（33）和换热氢气出口（34）；所述低压氢气进口（31）设有低压氢气进口阀门（19），所述高压氢气出口（32）设有高压氢气出口阀门（20），所述换热氢气入口（33）和换热氢气出口（34）分别设有三通阀（30）；所述氢反应床单元（1）可以依据放氢热源温度设置为多级。

6.根据权利要求5所述的低温热源的氢能利用系统，其特征是：所述氢反应床内装载金属储氢材料，包括但不限于稀土系金属氢化物；低压氢气由低压氢气入口进入氢反应床，低压氢气被储氢材料吸收形成金属氢化物，对完成吸氢后的金属氢化物加热放出高压氢气；所述氢反应床为一级结构，或者为阶梯利用热量的多级结构，允许每级氢反应床中的每个氢反应床内的金属氢化物的品种、质量或体积可以不一样，每级氢反应床可以相同或者不同。

7.根据权利要求5所述的低温热源的氢能利用系统，其特征是：所述氢反应床采用循环介质与加热介质间壁或非间壁换热，加热介质为空气、烟气、海水、河水、湖水、气体加热介质、液体加热介质、固体加热介质、气液固之间二二混合或三相混合加热介质；氢反应床采用的高压或低压循环介质包括氢气但不限于氢气，直接进入氢反应床进行加热或移热，或采用电、电磁或内部加热的方式，或采用外加热的方式，或同时采用内外加热的方式，循环介质为氢气或其他稳定介质，循环介质可以是气体、液体、固体，或气液固之间二二混合或三相混合循环介质，直接进入氢反应床进行加热或移热；对氢反应床吸氢时放出的反应热，采用换热循环介质进行移热，换热循环介质包括但不限于氢气，氢气的温度可以跟吸氢温度不同，当氢气的温度不同于吸氢温度时，吸氢时的换热循环介质可以采用间断直接进入或变流量直接进入氢反应床内部，从而使氢反应床的吸氢温度在吸氢温度以下保持稳定；对氢反应床放氢时需要的反应热，采用换热循环介质进行加热，把外界的热量直接带入氢反应床，加热循环介质包括但不限于氢气，氢气的温度可以跟放氢温度不同，当氢气的温度不同于放氢温度时，放氢时的加热循环介质可以采用间断直接进入或变流量直接进入氢反应床内部，从而使氢反应床的放氢温度在放氢温度以上保持稳定。

8.根据权利要求5所述的低温热源的氢能利用系统，所述氢反应床设置有金属氢化物更换装置，将生产过程中粉化或老化的金属氢化物快速移出并更换装载新的金属氢化物，利用吸放氢间歇时间快速更换氢反应床内的物料，也可以停机更换氢反应床内的物料，被更换的物料可以是吸氢状态，也可以是放氢状态，也可以是吸放氢的过渡状态。

9.根据权利要求5所述的低温热源的氢能利用系统，所述氢反应床单元（1）的氢反应床设有使用过的金属氢化物抽出口（36）和新鲜金属氢化物加入口（37），所述金属氢化物更换装置包括新鲜金属氢化物仓（23）和使用过的金属氢化物仓（24），所述使用过的金属氢化物抽出口（36）通过密封阀（38）和抽出泵（40）连接到使用过的金属氢化物仓（24），所述新鲜金属氢化物仓（23）通过添加泵（39）和密封阀（38）连接到氢反应床；所述金属氢化物更换装置或采用重力输送、机械输送、气力输送、真空输送、液力输送、电磁输送的方法或它们的组合，从而可靠的实现氢反应床内金属氢化物更换的任何方法都适用。

10.根据权利要求2所述的低温热源的氢能利用系统，其特征是：高温热源可以是环境空气、烟气、蒸汽、海水、河水、湖水以及高于低温热源的所有介质，所述高温加热设备可以是管壳式、卷板式、列管式以及能达到换热目的的设备形式；低温热源可以是环境空气、烟气、蒸汽、海水、河水、湖水以及低于高温热源的所有介质，所述低温放热设备可以是管壳式、卷板式、列管式以及能达到换热目的的设备形式；氢反应床、1号氢气中间罐27和2号氢气中间罐28采取内保温、外保温或内外保温，各阀门和管路采取外保温，采用氢气作为换热循环介质。