RU2011147116A - Устройство для производства электроэнергии для подводной лодки, содержащее топливный элемент - Google Patents

Устройство для производства электроэнергии для подводной лодки, содержащее топливный элемент Download PDF

Info

Publication number
RU2011147116A
RU2011147116A RU2011147116/07A RU2011147116A RU2011147116A RU 2011147116 A RU2011147116 A RU 2011147116A RU 2011147116/07 A RU2011147116/07 A RU 2011147116/07A RU 2011147116 A RU2011147116 A RU 2011147116A RU 2011147116 A RU2011147116 A RU 2011147116A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
submarine
fuel
gaseous oxygen
exhaust gas
Prior art date
Application number
RU2011147116/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2552380C2 (ru
Inventor
Сильвен РЕТОРЕ
Original Assignee
Дснс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дснс filed Critical Дснс
Publication of RU2011147116A publication Critical patent/RU2011147116A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2552380C2 publication Critical patent/RU2552380C2/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/08—Propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1233—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H01M8/04022—Heating by combustion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0637—Direct internal reforming at the anode of the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

1. Подводная лодка, содержащая устройство для производства электроэнергии (4, 104, 204), включающее в себя топливный элемент, средства подачи газообразного кислорода, средства подачи углеводородного топлива и средства отвода отработавших газов, отличающаяся тем, что топливный элемент (24) является элементом с внутренним риформингом, работающим при высокой температуре и высоком давлении, причем рабочее давление (Р) элемента больше или равно давлению погружения (Р) подводной лодки (2), тем, что средства подачи газообразного кислорода (11) и средства подачи углеводородного топлива (15, 115) выполнены с возможностью подачи газообразного кислорода и углеводородного топлива под давлением, адаптированным к рабочему давлению, чтобы газообразный кислород и углеводородное топливо могли нагнетаться непосредственно в элемент, и тем, что средства отвода отработавших газов (20, 220) выполнены с возможностью отводить отработавшие газы наружу погруженной подводной лодки.2. Подводная лодка по п.1, отличающаяся тем, что средства отвода отработавших газов (20, 220) содержат линию отведения отработавших газов (21), снабженную клапаном регулировки давления (22), позволяющим поддерживать рабочее давление (Р) выше давления погружения (Р).3. Подводная лодка по п.2, отличающаяся тем, что средства отвода отработавших газов (20, 220) содержат, кроме того, заднюю горелку (36), соединенную на входе с одной стороны с катодом (26) топливного элемента (24), а с другой стороны с анодом (28) топливного элемента (24), и соединенную на выходе с клапаном регулировки давления (22).4. Подводная лодка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что средства отвода отработавших газов (220) содержат, кроме

Claims (12)

1. Подводная лодка, содержащая устройство для производства электроэнергии (4, 104, 204), включающее в себя топливный элемент, средства подачи газообразного кислорода, средства подачи углеводородного топлива и средства отвода отработавших газов, отличающаяся тем, что топливный элемент (24) является элементом с внутренним риформингом, работающим при высокой температуре и высоком давлении, причем рабочее давление (Р) элемента больше или равно давлению погружения (Р0) подводной лодки (2), тем, что средства подачи газообразного кислорода (11) и средства подачи углеводородного топлива (15, 115) выполнены с возможностью подачи газообразного кислорода и углеводородного топлива под давлением, адаптированным к рабочему давлению, чтобы газообразный кислород и углеводородное топливо могли нагнетаться непосредственно в элемент, и тем, что средства отвода отработавших газов (20, 220) выполнены с возможностью отводить отработавшие газы наружу погруженной подводной лодки.
2. Подводная лодка по п.1, отличающаяся тем, что средства отвода отработавших газов (20, 220) содержат линию отведения отработавших газов (21), снабженную клапаном регулировки давления (22), позволяющим поддерживать рабочее давление (Р) выше давления погружения (Р0).
3. Подводная лодка по п.2, отличающаяся тем, что средства отвода отработавших газов (20, 220) содержат, кроме того, заднюю горелку (36), соединенную на входе с одной стороны с катодом (26) топливного элемента (24), а с другой стороны с анодом (28) топливного элемента (24), и соединенную на выходе с клапаном регулировки давления (22).
4. Подводная лодка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что средства отвода отработавших газов (220) содержат, кроме того, устройство рекуперации тепловой энергии отработавших газов.
5. Подводная лодка по п.4, отличающаяся тем, что устройство рекуперации тепловой энергии отработавших газов представляет собой вспомогательный контур (60), содержащий парогенератор (62), паровую турбину (64), соединенную с генератором переменного тока (70), конденсатор пара (66) и рециркуляционный насос (68), причем парогенератор соединен с линией отведения отработавших газов (21).
6. Подводная лодка по п.1, отличающаяся тем, что средства подачи газообразного кислорода (11) содержат кислородный баллон (12), способный вмещать чистый кислород в жидкой фазе.
7. Подводная лодка по п.6, отличающаяся тем, что средства подачи газообразного кислорода (11) содержат испаритель (32), способный генерировать газообразный кислород для питания топливного элемента (24), и насос (14), способный вводить жидкий кислород в испаритель под давлением, адаптированном к рабочему давлению (Р).
8. Подводная лодка по п.1, отличающаяся тем, что средства подачи. углеводородного топлива (15, 115) содержат резервуар с углеводородом (16) и насос (18), выполненный с возможностью вводить углеводородное топливо в топливный элемент (24) под рабочим давлением (Р).
9. Подводная лодка по п.8, отличающаяся тем, что средства подачи углеводородного топлива (115) содержат, кроме того, переднюю горелку (50), установленную между насосом (18) и топливным элементом (24), причем передняя горелка (50) снабжается окислителем топлива через отводную линию средств подачи газообразного кислорода (11), при этом указанная передняя горелка (50) образует систему предварительного нагрева углеводородного топлива.
10. Подводная лодка по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере топливный элемент (24) установлен в стойкой к высокому давлению камере (8), давление внутри которой поддерживается на уровне рабочего давления (Р) топливного элемента.
11. Подводная лодка по п.1, отличающаяся тем, что рабочее давление (Р) топливного элемента (24) больше или равно 10 бар, предпочтительно больше или равно давлению максимального погружения (P0max) подводной лодки (2).
12. Устройство для производства электроэнергии для подводной лодки, содержащее топливный элемент (24), средства подачи газообразного кислорода (11), средства подачи углеводородного топлива (15, 115) и средства отвода отработавших газов (20, 220), отличающееся тем, что топливный элемент (24) является элементом с внутренним риформингом, работающим при высокой температуре и высоком давлении, причем рабочее давление (Р) элемента больше или равно давлению погружения (Р0) подводной лодки (2), тем, что средства подачи газообразного кислорода (11) и средства подачи углеводородного топлива (15, 115) выполнены с возможностью подачи газообразного кислорода и углеводородное топливо под давлением, адаптированном к рабочему давлению, чтобы газообразный кислород и углеводородное топливо могли нагнетаться непосредственно в элемент, и тем, что средства отвода отработавших газов (20, 220) способны отводить отработавшие газы наружу подводной лодки, когда подводная лодка погружена, без сброса давления в топливном элементе.
RU2011147116/07A 2009-04-21 2010-04-21 Устройство для производства электроэнергии для подводной лодки, содержащее топливный элемент RU2552380C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0952602A FR2944648B1 (fr) 2009-04-21 2009-04-21 Dispositif de production d'electricite pour sous-marin comportant une pile a combustible
FR0952602 2009-04-21
PCT/FR2010/050764 WO2010122269A1 (fr) 2009-04-21 2010-04-21 Dispositif de production d'électricité pour sous-marin comportant une pile à combustible

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011147116A true RU2011147116A (ru) 2013-05-27
RU2552380C2 RU2552380C2 (ru) 2015-06-10

Family

ID=41258350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011147116/07A RU2552380C2 (ru) 2009-04-21 2010-04-21 Устройство для производства электроэнергии для подводной лодки, содержащее топливный элемент

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20120094202A1 (ru)
EP (1) EP2422394B1 (ru)
KR (1) KR20120014151A (ru)
CN (1) CN102460797A (ru)
AU (1) AU2010240739B2 (ru)
ES (1) ES2550982T3 (ru)
FR (1) FR2944648B1 (ru)
RU (1) RU2552380C2 (ru)
SG (1) SG175321A1 (ru)
WO (1) WO2010122269A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI537179B (zh) * 2013-04-30 2016-06-11 Taiwan Carbon Nano Technology Corp Use seawater battery driven water vehicles
ES2421411B1 (es) * 2013-05-03 2014-09-05 Abengoa Hidrógeno, S.A. Sistema de control de una planta anaeróbica de generación de energía
EP2840018A1 (de) * 2013-08-21 2015-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Antriebssystem für ein Wasserfahrzeug, Verfahren zum Betrieb eines Antriebssystems sowie Wasserfahrzeug mit einem Antriebssystem
KR101651324B1 (ko) 2014-03-28 2016-08-26 대우조선해양 주식회사 잠수함의 액화산소탱크 구조
KR101584561B1 (ko) * 2014-05-21 2016-01-21 대우조선해양 주식회사 연료전지 잠수함의 추진 시스템 및 추진 방법
KR101603839B1 (ko) 2014-06-03 2016-03-15 대우조선해양 주식회사 잠수함의 액화산소탱크 구조
CN105329426A (zh) * 2015-10-08 2016-02-17 杜善骥 氢氧燃料发电装置水射流推进常规潜艇
CN105151256A (zh) * 2015-10-14 2015-12-16 杜善骥 氢氧燃料发电装置静音核潜艇
KR101721947B1 (ko) * 2016-09-20 2017-03-31 국방과학연구소 잠수함용 연료 개질기
FR3085087B1 (fr) 2018-08-17 2022-12-30 Naval Group Dispositif de production d'electricite pour sous-marin
KR20200046521A (ko) * 2018-10-24 2020-05-07 범한퓨얼셀 주식회사 수중용 연료전지 시스템
KR102655872B1 (ko) * 2018-11-15 2024-04-05 한화오션 주식회사 고압연소시스템을 이용한 연료 개질 시스템 및 이를 포함하는 수중운동체
KR102116532B1 (ko) * 2018-12-21 2020-06-02 서동구 수소연료전지를 이용한 전기모터 서핑보드
KR102186614B1 (ko) * 2019-05-07 2020-12-04 이덕재 해수 유입 차단이 가능한 잠수함 연료전지용 산소탱크 연결 수급구
CA3051771C (en) * 2019-08-12 2020-10-06 Craig Antrobus A ship liquid air / pneumatic power system
CA3161874A1 (en) 2020-03-16 2021-09-23 Terradepth, Inc. Fuel cell charging system with air breathing capability, autonomous underwater vehicle (auv) system including same, and method of use
FR3137160A1 (fr) * 2022-06-27 2023-12-29 Naval Group Installation pour traiter un flux gazeux d'hydrogene par combustion catalitique etagee
US11923586B1 (en) 2022-11-10 2024-03-05 General Electric Company Gas turbine combustion section having an integrated fuel cell assembly
US11859820B1 (en) 2022-11-10 2024-01-02 General Electric Company Gas turbine combustion section having an integrated fuel cell assembly

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3758339A (en) * 1969-09-10 1973-09-11 Allis Chalmers Mfg Co Method of operating fuel cell with hydrogen peroxide oxidant
US5237816A (en) * 1983-05-23 1993-08-24 Solar Turbines Incorporated Steam generator control systems
CA2096724C (en) * 1990-11-23 1999-01-05 Ian Palmer Application of fuel cells to power generation systems
DK175723B1 (da) * 1995-03-20 2005-02-07 Topsoe Haldor As Fremgangsmåde til fremstilling af elektrisk energi i en höjtemperaturbrændselscelle
RU2184408C2 (ru) * 2000-07-17 2002-06-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Энергетическая установка подводного аппарата
JP2003045444A (ja) * 2001-07-31 2003-02-14 Japan Climate Systems Corp 燃料電池の排気活用装置
RU2213394C2 (ru) * 2001-11-13 2003-09-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Энергетическая установка подводного аппарата
CN100436251C (zh) * 2002-09-20 2008-11-26 梁富泉 多方式驱动滑翔潜艇
CN1280936C (zh) * 2003-01-21 2006-10-18 中国科学院大连化学物理研究所 带有空气部分循环的质子交换膜燃料电池系统
RU2236984C1 (ru) * 2003-10-02 2004-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" Энергетическая установка подводной лодки
DE102005019484B3 (de) * 2005-04-27 2006-07-13 Howaldtswerke-Deutsche Werft Gmbh Unterseeboot
JP2007324086A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池式発電システム
US8563183B2 (en) * 2007-06-26 2013-10-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Integrated dry gasification fuel cell system for conversion of solid carbonaceous fuels

Also Published As

Publication number Publication date
FR2944648A1 (fr) 2010-10-22
CN102460797A (zh) 2012-05-16
KR20120014151A (ko) 2012-02-16
AU2010240739B2 (en) 2016-02-11
AU2010240739A1 (en) 2011-11-10
EP2422394A1 (fr) 2012-02-29
EP2422394B1 (fr) 2015-08-12
RU2552380C2 (ru) 2015-06-10
SG175321A1 (en) 2011-11-28
FR2944648B1 (fr) 2011-10-21
WO2010122269A1 (fr) 2010-10-28
US20120094202A1 (en) 2012-04-19
ES2550982T3 (es) 2015-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2011147116A (ru) Устройство для производства электроэнергии для подводной лодки, содержащее топливный элемент
JP7446372B2 (ja) 電解槽と結合された水素化物タンクを含む水の高温可逆電解用システム
CN111952642B (zh) 高效低振噪燃料电池发电系统
JP5183119B2 (ja) 発電システム
US8906564B2 (en) Hydrogen generator, fuel cell system, and method for operating hydrogen generator
KR20200049933A (ko) 부유식 플랫폼
JP2006309982A (ja) 固体酸化物形燃料電池システム
RU2013113114A (ru) Система и способ генерации энергии
KR102101460B1 (ko) 발전소의 작동 방법
CN101162781A (zh) 一种提高燃料电池运行寿命的氢气系统
JPS6188461A (ja) 燃料電池発電装置の起動、停止方法
KR101511100B1 (ko) 연료전지시스템에서 발생한 고온배출가스를 이용한 발전시스템 및 발전방법
US7331179B2 (en) System and method for production of hydrogen
CN117307107A (zh) 回收利用系统及回收利用方法
CN210768964U (zh) 一种波动电力稳定装置
RU2435699C1 (ru) Энергетическая установка подводной лодки
KR101612015B1 (ko) 연료전지 배열회수 orc 발전시스템
CN211008793U (zh) 一种用于不依赖空气推进装置的动力循环系统
KR101447335B1 (ko) 배열을 활용한 스팀터빈 연계 고효율 연료전지 하이브리드 시스템
CN104481678A (zh) 内燃机余热利用装置
KR20150114670A (ko) 보일러의 폐열 및 폐수증기를 활용한 연소용 수소가스 생산 공급장치
RU2803548C1 (ru) Энергетическая установка
KR101594665B1 (ko) 태양열 열화학 수소생산장치
CN216389455U (zh) 一种氢燃料电池的氨制氢系统
RU175180U1 (ru) Газопаровая турбинная установка на газогидратном топливе