CN113471483B - 一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统及其安全工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，包括燃料电池发电装置、氢气储/供装置、水热管理装置、机械通风装置、消防装置、安全监控装置和控制/能量管理装置，燃料电池发电装置和氢气储/供装置外均为设置有机械通风口和火焰探测器的自防爆型密闭舱室，通过设有紧急切断阀的双壁管连接，还公开了其安全工作方法；本发明根据涉氢环境危险程度和机械通风，将燃料电池发电模块内部空间采取分区和通风设计，避免了局部聚积氢气浓度较高引发爆炸的隐患，有效提高了燃料电池发电模块的自防爆性能；通过实现了对系统内部氢气泄露过程中风险程度监测和报警，提高了船用燃料电池系统的安全性能。

Description

一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统及其安全工作方法

技术领域

本发明属于燃料电池领域，更具体地涉及一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，以及其安全工作方法。

背景技术

船舶对钢铁、石化、纺织、装备制造、电子信息等重点产业发展和扩大出口具有较强的带动作用，是国家实施海洋强国和制造强国战略的重要支撑。然而，船舶的传统动力推进装置，如柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等，通过消耗柴油来产生动力，存在如下主要问题：燃料能量转换效率低、振动噪声等级高、尾气排放污染生态环境。因此，研究清洁、高效、可持续发展的新能源动力推进技术已经成为绿色船舶的重要发展方向。

燃料电池是 21 世纪绿色动力能源技术制高点，是一种将自身携带氢燃料与氧化剂中的化学能经电化学反应直接转化为电能的发电装置，具有能量转化效率高、能量密度高、振动噪声低和零排放等优点。因此，燃料电池发电系统在船舶上应用可实现能源高效、零排放和船舶舒适度提升，是绿色船舶的理想动力推进装置，适应绿色船舶市场需求，具有广阔市场应用前景。

目前，燃料电池技术已推广应用于新能源汽车，在船舶领域应用起步较晚，船用燃料电池发电系统处于设计开发阶段，已在提高散热效率和余热利用率、高效制氢和供氢等方面取得显著成果，如发明专利“船用氢燃料电池系统（申请号CN201810110021.7）”、“一种氢燃料电池动力船余热综合利用系统（申请号CN201910412785.6）”和“一种船用燃料电池储供氢系统（申请号CN202011599354.4）”，实用新型专利“一种船用制氢供氢一体化氢能动力系统（申请号CN201921422314.5）”等。不同于车用工况环境，船舶用燃料电池发电系统通常安装于相对密闭船舶舱室，且船舶运行远离陆地，水上能源补给不便，一旦发生危险情况，人员逃生困难。因此，如何实现燃料电池发电系统高安全性是船舶工程化应用关键，然而现有技术中船舶用燃料电池发电系统在安全性设计报道相对较少且仍存在不足：

申请号为CN202011489495.0 ，专利名称为“一种氢燃料电池船舶安全保护系统和保护方法”的发明专利通过对氢气瓶、氢气管路、氢气储罐区、燃料电池舱室、控制舱和乘客舱进行氢气浓度实时监测、泄露预警、浓度控制，提高燃料电池在船舶安全性及可靠性，但燃料电池发电系统中作为氢气泄漏源之一的燃料电池发电装置并未得到进行氢气浓度实时监测、泄露预警、浓度控制，安全设计有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述问题，提供一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，包括燃料电池发电装置、氢气储/供装置、水热管理装置、机械通风装置和消防装置，所述燃料电池发电装置、氢气储/供装置、机械通风装置和消防装置分别与安全监控装置通信连接，所述燃料电池发电装置、氢气储/供装置和水热管理装置分别与控制/能量管理装置通信连接，所述的燃料电池发电装置和氢气储/供装置外均为设置有机械通风口和火焰探测器的自防爆型密闭舱室，氢气储/供装置和燃料电池发电装置的密闭舱室内分别设置有氢气浓度探测器一、声光报警器一和氢气浓度探测器二、声光报警器二，所述氢气储/供装置通过氢气传输管路与燃料电池发电装置连接，所述的氢气传输管路为设有紧急切断阀的双壁管，双壁管的外壁管分别连通燃料电池发电装置的密闭舱室和氢气储/供装置的密闭舱室，内壁管分别连通燃料电池发电装置和氢气储/供装置，所述的燃料电池发电装置、氢气储/供装置及燃料电池发电装置的密闭舱室和氢气传输管路上均设置有排空口，所述的排空口处设置有氢气浓度探测器三，所述机械通风装置通过通风管路分别与燃料电池发电装置、氢气储/供装置及燃料电池发电装置的密闭舱室和氢气传输管路连接，所述的通风管路上设置有风压传感器，所述安全监控装置包括分别与风压传感器、氢气浓度探测器一、氢气浓度探测器二、氢气浓度探测器三、声光报警器一、声光报警器二、火焰探测器及紧急切断阀连接的监控主机。

所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其燃料电池发电装置的密闭舱室侧壁面为集成端板，所述密闭舱室的内部由水平隔板分成区域一和区域二，区域一内安装有燃料电池电堆，区域二内分别分别设置有氢气模块、空气模块、冷却水模块、通风模块和控制器模块，集成端板上设置有分别与区域一和区域二连通的通风进口，通风进口与通风管路连通，集成端板上还设置有与氢气储/供装置和氢气模块进口连接的气体互锁阀，以及分别连接燃料电池电堆和氢气模块、空气模块、冷却水模块的接头，区域一和区域二上与集成端板相对的侧壁分别设置有通风出口和泄爆阀；所述的通风进口和通风出口分别与机械通风装置连接，所述的泄爆阀与消防装置连接，所述的冷却水模块与水热管理装置连接，所述的气体互锁阀与安全监控装置连接，与通风模块出口连接的氢气浓度探测器一和声光报警器一设置在通风出口处，所述的气体互锁阀、氢气浓度探测器一和声光报警器一与控制器模块之间通信连接，所述的控制器模块与控制/能量管理装置连接。

所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其燃料电池发电装置和机械通风装置有多个，紧急切断阀包括连接在内壁管两端的一个主管路紧急切断阀和多个支路紧急切断阀。

所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其燃料电池发电装置有三个且并联设置在同一个密闭舱室内，三个支路紧急切断阀与主管路紧急切断阀分别设置在内壁管两端，所述的风压传感器包括设置在氢气储/供装置的密闭舱室上的风压传感器一、设置在外壁管上的风压传感器二、设置在集成端板上的风压传感器三以及设置在燃料电池发电装置上的风压传感器四，所述的火焰探测器包括分别设置在氢气储/供装置和燃料电池发电装置的密闭舱室内的火焰探测器一和火焰探测器二。

所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其机械通风装置有四个且串联，第一个机械通风装置连接氢气储/供装置的密闭舱室上的风压传感器一，第二个机械通风装置连接外壁管上的风压传感器二，第三个机械通风装置连接燃料电池发电装置的密闭舱室上的风压传感器三，第四个机械通风装置分别连接三个燃料电池发电装置上的风压传感器四。

所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其氢气储/供装置采用高压储/供氢装置、合金储/供氢装置、甲醇储/供氢装置、柴油储/供氢装置、液氢储/供氢装置或多燃料储/供氢装置中一种。

所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其水热管理装置包括冷却水模块和散热水模块，燃料电池发电装置的热能依次通过冷却水模块和散热水模块实现高效利用，以提高燃料电池发电系统效率。

所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其消防装置为基于固定式压力水雾灭火装置、干粉灭火装置或CO₂灭火装置的探火和失火报警系统。

所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其安全监控装置和控制/能量管理装置相互独立。

本发明的目的之二在于提供一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统的安全保护工作方法，包括以下步骤：

燃料电池发电系统启动前，先启动机械通风装置和安全监控装置，对燃料电池发电装置、氢气储/供装置的密闭舱室、燃料电池发电装置的密闭舱室及双壁管内气体通风置换，当氢气浓度探测器一、氢气浓度探测器二及氢气浓度探测器三采集的数值低于设定低阈值时启动控制/能量管理装置、氢气储/供装置和水热管理装置，燃料电池发电系统开始工作；

燃料电池发电系统工作过程中，当燃料电池发电装置、氢气储/供装置的密闭舱室、燃料电池发电装置的密闭舱室、双壁管处风压传感器一、风压传感器二、风压传感器三、风压传感器四及氢气浓度探测器一、氢气浓度探测器二、氢气浓度探测器三中任意一个采集数值达到设定低阈值时，声光报警器一和声光报警器二输出一级报警信号；当风压传感器一、风压传感器二、风压传感器三、氢气浓度探测器一、氢气浓度探测器二以及位于氢气储/供装置的密闭舱室、燃料电池发电装置的密闭舱室、双壁管处的氢气浓度探测器三中任意一个采集数值达到设定高阈值时，声光报警器一和声光报警器二输出二级报警信号，主管路紧急切断阀切断主管路和支路氢气传输，燃料电池发电系统停机；若仅是某一个燃料电池发电装置处的风压传感器四、氢气浓度探测器三中任意一个采集数值达到设定高阈值时，声光报警器二输出二级报警信号，支路紧急切断阀切断支路氢气传输，燃料电池发电系统不停机；当氢气储/供装置的密闭舱室和燃料电池发电装置的密闭舱室处火焰探测器一、火焰探测器二探测到明火，声光报警器一和声光报警器二输出二级报警信号，主管路紧急切断阀和所有支路紧急切断阀切断主管路和支管路氢气传输，燃料电池发电系统停机，同时消防装置启动进行自动灭火。

相对于现有技术，本发明的积极改进效果在于：

本发明燃料电池发电装置采用自防爆型设计，壳体为密闭腔体结构且设有机械通风口，避免了局部聚积氢气浓度较高引发爆炸的隐患，有效提高了燃料电池发电装置的自防爆性能。

本发明通过风压传感器、氢气浓度探测器、火焰探测器和紧急切断阀实现了对燃料电池发电系统内部氢气泄露过程中风险程度监测和报警，提高了船用燃料电池系统的安全性能。

本发明通用性好、安全可靠、操作方便、模块化程度高、扩展性强，具有极高的推广价值和巨大应用前景。

附图说明

图1是本发明的系统组成和连接关系示意图；

图2是本发明燃料电池发电装置的结构示意图；

图3是本发明的燃料电池系统安全保护工作方法原理示意图。

各附图标记为：01—燃料电池发电装置，02—氢气储/供装置，03—水热管理装置，04—机械通风装置，05—消防装置，06—安全监控装置，07—控制/能量管理装置，81—集成端板，82—通风进口，84—气体互锁阀，85—通风出口，86—泄爆阀，1—主管路紧急切断阀，2/3/4—支路紧急切断阀，5—风压传感器一，6—风压传感器二，7—风压传感器三，8/9/10—风压传感器四，11/12/13/14/15/16—氢气浓度探测器三，17—氢气浓度探测器一，18—氢气浓度探测器二，19—火焰探测器一，20—火焰探测器二，21—声光报警器一，22—声光报警器二。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明，实施例如下：

参照图1、图2和图3所示，本发明公开了一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，包括燃料电池发电装置01、氢气储/供装置02、水热管理装置03、机械通风装置04、消防装置05、安全监控装置06和控制/能量管理装置07，所述燃料电池发电装置01、氢气储/供装置02、机械通风装置04和消防装置05分别与安全监控装置06通信连接，所述燃料电池发电装置01、氢气储/供装置02和水热管理装置03分别与控制/能量管理装置07通信连接，所述的安全监控装置06和控制/能量管理装置07相互独立。

所述的燃料电池发电装置01和氢气储/供装置02外均为设置有机械通风口和火焰探测器的自防爆型密闭舱室，氢气储/供装置02和燃料电池发电装置01的密闭舱室内分别设置有氢气浓度探测器一17、声光报警器一21和氢气浓度探测器二18、声光报警器二22，所述氢气储/供装置02通过氢气传输管路与燃料电池发电装置01连接，所述的氢气传输管路为设有紧急切断阀的双壁管，双壁管的外壁管分别连通燃料电池发电装置01的密闭舱室和氢气储/供装置02的密闭舱室，内壁管分别连通燃料电池发电装置01和氢气储/供装置02，所述的燃料电池发电装置01、密闭舱室及氢气传输管路上均设置有排空口，所述的排空口处设置有氢气浓度探测器三，所述机械通风装置04通过通风管路分别与燃料电池发电装置01、密闭舱室及氢气传输管路连接，所述的通风管路上设置有风压传感器，所述安全监控装置06包括分别与风压传感器、氢气浓度探测器一17、氢气浓度探测器二18、氢气浓度探测器三、声光报警器一21、声光报警器二22、火焰探测器及紧急切断阀连接的监控主机。

如图2所示，其中燃料电池发电装置01的密闭舱室侧壁面为集成端板81，所述密闭舱室的内部由水平隔板分成区域一和区域二，区域一内安装有燃料电池电堆，区域二内分别分别设置有氢气模块、空气模块、冷却水模块、通风模块和控制器模块，集成端板81上设置有分别与区域一和区域二连通的通风进口82，通风进口82与通风管路连通，风压传感器一5设置在通风进口82处，集成端板81上还设置有与氢气储/供装置02和氢气模块进口连接的气体互锁阀84，以及分别连接燃料电池电堆和氢气模块、空气模块、冷却水模块的接头，区域一和区域二上与集成端板81相对的侧壁分别设置有通风出口85和泄爆阀86；所述的通风进口82和通风出口85分别与机械通风装置04连接，所述的泄爆阀86与消防装置05连接，所述的冷却水模块与水热管理装置03连接，所述的气体互锁阀84与安全监控装置06连接，与通风模块出口连接的氢气浓度探测器一17和声光报警器一21设置在通风出口85处，所述的气体互锁阀84、氢气浓度探测器一17和声光报警器一21与控制器模块之间通信连接，所述的控制器模块与控制/能量管理装置连接。

如图3所示，所述的燃料电池发电装置01和机械通风装置04均有多个，紧急切断阀包括连接在内壁管两端的一个主管路紧急切断阀1和多个支路紧急切断阀。

作为优选实施例，所述的燃料电池发电装置01有三个且并联设置在同一个密闭舱室内，三个支路紧急切断阀2、3、4与主管路紧急切断阀1分别设置在内壁管两端，所述的风压传感器包括设置在氢气储/供装置02的密闭舱室上的风压传感器一5、设置在外壁管上的风压传感器二6、设置在集成端板81上的风压传感器三7以及设置在三个燃料电池发电装置01上的风压传感器四8、9、10，而机械通风装置04有四个且串联，第一个机械通风装置04连接氢气储/供装置02的密闭舱室上的风压传感器一5，第二个机械通风装置04连接外壁管上的风压传感器二6，第三个机械通风装置04连接燃料电池发电装置01的密闭舱室上的风压传感器三7，第三个机械通风装置04分别连接三个燃料电池发电装置01上的风压传感器四8、9、10，所述的火焰探测器包括设置在氢气储/供装置02的密闭舱室内的火焰探测器一19和设置在燃料电池发电装置01的密闭舱室内的火焰探测器二20，氢气储/供装置02的密闭舱室上排空口处设有氢气浓度探测器三11，外壁管上排空口处设有氢气浓度探测器三12，燃料电池发电装置01的密闭舱室上排空口处设有氢气浓度探测器三13，三个燃料电池发电装置01上排空口处分别设有氢气浓度探测器三14、15、16。

进一步，所述氢气储/供装置02采用高压储/供氢装置、合金储/供氢装置、甲醇储/供氢装置、柴油储/供氢装置、液氢储/供氢装置或多燃料储/供氢装置中一种。

进一步，所述水热管理装置03包括冷却水模块和散热水模块，燃料电池发电装置01的热能依次通过冷却水模块和散热水模块实现高效利用，以提高燃料电池发电系统效率。

进一步，所述消防装置05包括探火和失火报警系统，采用固定式压力水雾灭火装置、干粉灭火装置或CO₂灭火装置中一种。

本发明高安全型燃料电池发电系统的安全保护工作方法，包括以下步骤：

燃料电池发电系统启动前，先启动机械通风装置04和安全监控装置06，对燃料电池发电装置01、氢气储/供装置02的密闭舱室、燃料电池发电装置01的密闭舱室及双壁管内气体通风置换，当氢气浓度探测器一17、氢气浓度探测器二18及氢气浓度探测器三11、12、13、14、15、16采集的数值低于设定低阈值时启动控制/能量管理装置07、氢气储/供装置02和水热管理装置03，燃料电池发电系统开始工作。

燃料电池发电系统工作过程中，当氢气储/供装置02的密闭舱室处风压传感器一5、双壁管处风压传感器二6、燃料电池发电装置01的密闭舱室处风压传感器三7、三个燃料电池发电装置01处风压传感器四8、9、10及氢气储/供装置02的密闭舱室内氢气浓度探测器一17、燃料电池发电装置01的密闭舱室内氢气浓度探测器二18、排空口处氢气浓度探测器三12～16中任意一个采集数值达到设定低阈值时，声光报警器一21和声光报警器二22输出一级报警信号。

当风压传感器一5、风压传感器二6、风压传感器三7、氢气浓度探测器一17、氢气浓度探测器二18、氢气储/供装置02的密闭舱室处氢气浓度探测器三11、双壁管处的氢气浓度探测器三12及燃料电池发电装置01的密闭舱室处氢气浓度探测器三13中任意一个采集数值达到设定高阈值时，声光报警器一21和声光报警器二22输出二级报警信号，主管路紧急切断阀1切断主管路和支路氢气传输，燃料电池发电系统停机。

若仅是某一个燃料电池发电装置01处的风压传感器四8或9或10、氢气浓度探测器三14或15或16中任意一个采集数值达到设定高阈值时，声光报警器二22输出二级报警信号，支路紧急切断阀2、3、4切断支路氢气传输，燃料电池发电系统不停机。

当氢气储/供装置02的密闭舱室内火焰探测器一19和燃料电池发电装置01的密闭舱室内火焰探测器二20探测到明火，声光报警器一21和声光报警器二22输出二级报警信号，主管路紧急切断阀1和支路紧急切断阀2、3、4切断主管路和支管路氢气传输，燃料电池发电系统停机，同时消防装置05启动进行自动灭火。

相比现有技术，本发明燃料电池发电装置01采用自防爆型设计，壳体（密闭舱室）为密闭腔体结构且设有机械通风口，避免了局部聚积氢气浓度较高引发爆炸的隐患，有效提高了燃料电池发电装置01的自防爆性能。

本发明通过风压传感器、氢气浓度探测器、火焰探测器和紧急切断阀实现了对燃料电池发电系统内部氢气泄露过程中风险程度监测和报警，提高了船用燃料电池系统的安全性能。本发明通用性好、安全可靠、操作方便、模块化程度高、扩展性强，具有极高的推广价值和巨大应用前景。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其特征在于：包括燃料电池发电装置（01）、氢气储/供装置（02）、水热管理装置（03）、机械通风装置（04）和消防装置（05），所述燃料电池发电装置（01）、氢气储/供装置（02）、机械通风装置（04）和消防装置（05）分别与安全监控装置（06）通信连接，所述燃料电池发电装置（01）、氢气储/供装置（02）和水热管理装置（03）分别与控制/能量管理装置（07）通信连接，所述的燃料电池发电装置（01）和氢气储/供装置（02）外均为设置有机械通风口和火焰探测器的自防爆型密闭舱室，氢气储/供装置（02）和燃料电池发电装置（01）的密闭舱室内分别设置有氢气浓度探测器一（17）、声光报警器一（21）和氢气浓度探测器二（18）、声光报警器二（22），所述氢气储/供装置（02）通过氢气传输管路与燃料电池发电装置（01）连接，所述的氢气传输管路为设有紧急切断阀的双壁管，外壁管分别连通燃料电池发电装置（01）的密闭舱室和氢气储/供装置（02）的密闭舱室，内壁管分别连通燃料电池发电装置（01）和氢气储/供装置（02），所述的燃料电池发电装置（01）、密闭舱室及氢气传输管路上均设置有排空口，所述的排空口处设置有氢气浓度探测器三，所述机械通风装置（04）通过通风管路分别与燃料电池发电装置（01）、密闭舱室及氢气传输管路连接，所述的通风管路上设置有风压传感器，所述安全监控装置（06）包括分别与风压传感器、氢气浓度探测器一（17）、氢气浓度探测器二（18）、氢气浓度探测器三、声光报警器一（21）、声光报警器二（22）、火焰探测器及紧急切断阀连接的监控主机；所述燃料电池发电装置（01）的密闭舱室侧壁面为集成端板（81），所述密闭舱室的内部由水平隔板分成区域一和区域二，区域一内安装有燃料电池电堆，区域二内分别设置有氢气模块、空气模块、冷却水模块、通风模块和控制器模块，集成端板（81）上设置有分别与区域一和区域二连通的通风进口（82），通风进口（82）与通风管路连通，集成端板（81）上还设置有与氢气储/供装置（02）和氢气模块进口连接的气体互锁阀（84），以及分别连接燃料电池电堆和氢气模块、空气模块、冷却水模块的接头，区域一和区域二上与集成端板（81）相对的侧壁分别设置有通风出口（85）和泄爆阀（86）；所述的通风进口（82）和通风出口（85）分别与机械通风装置（04）连接，所述的泄爆阀（86）与消防装置（05）连接，所述的冷却水模块与水热管理装置（03）连接，所述的气体互锁阀（84）与安全监控装置（06）连接，所述的气体互锁阀（84）、氢气浓度探测器一（17）和声光报警器一（21）与控制器模块之间通信连接，所述的控制器模块与控制/能量管理装置（07）连接。

2.根据权利要求1所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其特征在于，所述的燃料电池发电装置（01）和机械通风装置（04）有多个，紧急切断阀包括连接在内壁管两端的一个主管路紧急切断阀（1）和多个支路紧急切断阀。

3.根据权利要求2所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其特征在于，所述的燃料电池发电装置（01）有三个且并联设置在同一个密闭舱室内，所述的风压传感器包括设置在氢气储/供装置（02）的密闭舱室上的风压传感器一（5）、设置在外壁管上的风压传感器二（6）、设置在集成端板（81）上的风压传感器三（7）以及设置在燃料电池发电装置（01）上的风压传感器四，所述的火焰探测器包括分别设置在氢气储/供装置（02）和燃料电池发电装置（01）的密闭舱室内的火焰探测器一（19）和火焰探测器二（20）。

4.根据权利要求3所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其特征在于，所述的机械通风装置（04）有四个且串联，第一个机械通风装置（04）连接氢气储/供装置（02）的密闭舱室上的风压传感器一（5），第二个机械通风装置（04）连接外壁管上的风压传感器二（6），第三个机械通风装置（04）连接燃料电池发电装置（01）的密闭舱室上的风压传感器三（7），第四个机械通风装置（04）分别连接三个燃料电池发电装置（01）上的风压传感器四。

5.根据权利要求4所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其特征在于，所述的氢气储/供装置（02）采用高压储/供氢装置、合金储/供氢装置、甲醇储/供氢装置、柴油储/供氢装置、液氢储/供氢装置或多燃料储/供氢装置中一种。

6.根据权利要求5所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其特征在于，所述的水热管理装置（03）包括冷却水模块和散热水模块，燃料电池发电装置（01）的热能依次通过冷却水模块和散热水模块实现高效利用。

7.根据权利要求6所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其特征在于，所述的消防装置（05）为基于固定式压力水雾灭火装置、干粉灭火装置或CO₂灭火装置的探火和失火报警系统。

8.根据权利要求7所述的一种绿色船舶用高安全型燃料电池发电系统，其特征在于，所述的安全监控装置（06）和控制/能量管理装置（07）相互独立。

9.一种如权利要求1所述燃料电池发电系统的安全工作方法，其特征在于，包括以下步骤

燃料电池发电系统启动前，先启动机械通风装置（04）和安全监控装置（06），对燃料电池发电装置（01）、氢气储/供装置（02）的密闭舱室、燃料电池发电装置（01）的密闭舱室及双壁管内气体通风置换，当氢气浓度探测器一（17）、氢气浓度探测器二（18）及氢气浓度探测器三采集的数值低于设定低阈值时启动控制/能量管理装置（07）、氢气储/供装置（02）和水热管理装置（03），燃料电池发电系统开始工作；

燃料电池发电系统工作过程中，当风压传感器一（5）、风压传感器二（6）、风压传感器三（7）、风压传感器四及氢气浓度探测器一（17）、氢气浓度探测器二（18）、氢气浓度探测器三中任意一个采集数值达到设定低阈值时，声光报警器一（21）和声光报警器二（22）输出一级报警信号；当风压传感器一（5）、风压传感器二（6）、风压传感器三（7）、氢气浓度探测器一（17）、氢气浓度探测器二（18）以及位于氢气储/供装置（02）的密闭舱室、燃料电池发电装置（01）的密闭舱室及双壁管处的氢气浓度探测器三中任意一个采集数值达到设定高阈值时，声光报警器一（21）和声光报警器二（22）输出二级报警信号，主管路紧急切断阀（1）切断氢气传输，燃料电池发电系统停机；若仅是某一个燃料电池发电装置（01）处的风压传感器四、氢气浓度探测器三中任意一个采集数值达到设定高阈值时，声光报警器二（22）输出二级报警信号，支路紧急切断阀切断氢气传输，燃料电池发电系统不停机；当火焰探测器一（19）和火焰探测器二（20）探测到明火，声光报警器一（21）和声光报警器二（22）输出二级报警信号，主管路紧急切断阀（1）和所有支路紧急切断阀切断氢气传输，燃料电池发电系统停机，同时消防装置（05）启动进行自动灭火。

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