一种连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统，属于氢燃料技术领域。该一体化系统包括氢源输入装置、加注装置以及至少1个氢气增压及存储单元。每个氢气增压及存储单元均包括静态氢压缩装置和增压氢存储装置。静态氢压缩装置分别与氢源输入装置及增压氢存储装置连通，增压氢存储装置还与加注装置的入口端或下一静态氢压缩装置的氢气入口端连通。该一体化系统无运动部件，完全使用热驱动方式实现氢气的增压，设计紧凑、安静、可靠性高、泄露风险低，在压缩的过程中可同时提高氢气纯度，通过多罐交替式吸放氢方式，实现了压缩氢气的连续式输出，多级并联工作时，能极大增强系统的氢气压缩及输送能力，提高实用性。

A Continuous Output Static Hydrogen Compression, Storage and Filling Integrated System

【技术实现步骤摘要】
一种连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统
本技术属于氢燃料
，且特别涉及一种连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统。
技术介绍
任何使用氢燃料电池进行驱动的装置如燃料电池交通工具、备用电源等等都需要使用氢气及氧气作为其“燃料”，氧气可以从空气中获得，而氢气则需要预先进行存储，在需要的时候再释放出来。目前高压氢气技术方案由于其技术路线成熟，供氢系统动态响应性能好，已成为燃料电池供氢系统的首先方案。当前市场上最为成熟的高压氢气产生方式主要采用机械式压缩的方法，通过活塞或隔膜的运动造成存气空间的体积变化，从而缩短氢气分子间的距离，实现高压氢气的生产。整个过程将机械能转变为气体分子内能，中间存在着许多的问题。例如，运动部件的存在，导致压缩装置的设计复杂度上升，系统体积庞大，加工难度及成本上升，同时不可避免的存在运动部件磨损等现象；而为了配合运动部件存在的密封部件、润滑措施等也不可避免的存在着老化及损耗，这些都会导致氢气纯度的下降，氢气纯度的下降又会影响燃料电池本身的寿命，因此经过机械压缩后的氢气还需要通过额外的高压氢气提纯设备来确保纯度，这又进一步增加了氢缩系统的生产成本。更重要的是，目前压力达25MPa以上级别的机械式氢压缩机故障率较高，寿命大幅下降。进口机械压缩装置的寿命和故障率较低，但其价格又异常的昂贵。国产装置虽成本上稍低一些，但往往用不到半年就要进行大修，这又增加了停机维护的时间和成本。由于结构设计方面的原因，机械式氢压缩系统的压缩比范围通常较小，如欲达到较高压力的输出，往往需要较多级的不同型号的机械式氢压缩机的配合工作方可以实现，导致系统体积庞大。另外，传统的机械式压缩方案本身并不涉及氢气的存储功能，这使得需要为其专门配套大型的储罐以满足其使用要求。随着市场上对高压氢气的需求不断增长，传统机械式氢压缩方式的缺点已越来越多的暴露出来。
技术实现思路
本技术的目的之一在于提供一种连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统。该一体化系统无运动部件，完全使用热驱动方式实现氢气的增压，设计紧凑、安静、可靠性高、泄露风险低，通过多罐交替式吸放氢方式，实现了压缩氢气的连续式输出。多级并联工作时，能极大增强系统的氢气压缩及输送能力，提高实用性。本技术的另一目的在于提供另一种连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统，该一体化系统在上一一体化系统的基础上还包括氢源产生装置，能够将氢源的产生到加注完全一体化，方便使用。本技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本技术实施例提出了一种连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统，其包括氢源输入装置、加注装置以及至少1个氢气增压及存储单元。每个氢气增压及存储单元均包括静态氢压缩装置和增压氢存储装置。氢源输入装置的氢源出口端与静态氢压缩装置的氢气入口端连通，静态氢压缩装置的氢气出口端与增压氢存储装置的氢气输入端连通，增压氢存储装置的氢气输出端与加注装置的的入口端或下一静态氢压缩装置的氢气入口端连通。进一步地，静态氢压缩装置包括输入管、输出管以及并联的第一氢压缩罐和第二氢压缩罐。输入管的一端与氢源输入装置的氢源出口端连通，输入管的另一端分别与第一氢压缩罐的氢气入口端以及第二氢压缩罐的氢气入口端连通，输出管的一端分别与第一氢压缩罐的氢气出口端以及第二氢压缩罐的氢气出口端连通，输出管的另一端与增压氢存储装置的氢气输入端连通。进一步地，输入管包括第一子输入管和第二子输入管，输出管包括第一子输出管和第二子输出管。第一子输入管的两端分别与氢源输入装置的氢源出口端以及第一氢压缩罐的氢气入口端连通，第二子输入管的两端分别与氢源输入装置的氢源出口端以及第二氢压缩罐的氢气入口端连通。第一子输出管的两端分别与第一氢压缩罐的氢气出口端以及增压氢存储装置的氢气输入端连通，第二子输出管的两端分别与第二氢压缩罐的氢气出口端以及增压氢存储装置的氢气输入端连通。进一步地，静态氢压缩装置还包括冷介质输送装置，冷介质输送装置包括冷介质存储装置及第一输送管和第二输送管。第一输送管的两端分别与冷介质存储装置及第一氢压缩罐连通，第二输送管的两端分别与冷介质存储装置及第二氢压缩罐连通。进一步地，静态氢压缩装置还包括热介质输送装置，热介质输送装置包括热介质存储装置及第三输送管和第四输送管。第三输送管的两端分别与热介质存储装置及第一氢压缩罐连通，第四输送管的两端分别与热介质存储装置及第二氢压缩罐连通。进一步地，静态氢压缩装置还包括8个阀门，8个阀门分别设置于第一子输入管、第二子输入管、第一子输出管、第二子输出管、第一输送管、第二输送管、第三输送管以及第四输送管。进一步地，氢气增压及存储单元包括一级氢气增压及存储单元和二级氢气增压及存储单元。一级氢气增压及存储单元包括一级静态氢压缩装置和一级增压氢存储装置，二级氢气增压及存储单元包括二级静态氢压缩装置和二级增压氢存储装置。氢源输入装置的氢源出口端与一级静态氢压缩装置的氢气入口端连通，一级静态氢压缩装置的氢气出口端与一级增压氢存储装置的氢气输入端连通，一级增压氢存储装置的氢气输出端分别与二级静态氢压缩装置的氢气入口端以及加注装置的入口端连通，二级静态氢压缩装置的氢气出口端与二级增压氢存储装置的氢气输入端连通，二级增压氢存储装置的氢气输出端与加注装置的入口端连通。进一步地，氢气增压及存储单元包括一级氢气增压及存储单元、二级氢气增压及存储单元和三级氢气增压及存储单元。一级氢气增压及存储单元包括一级静态氢压缩装置和一级增压氢存储装置，二级氢气增压及存储单元包括二级静态氢压缩装置和二级增压氢存储装置，三级氢气增压及存储单元包括三级静态氢压缩装置和三级增压氢存储装置。氢源输入装置的氢源出口端与一级静态氢压缩装置的氢气入口端连通，一级静态氢压缩装置的氢气出口端与一级增压氢存储装置的氢气输入端连通，一级增压氢存储装置的氢气输出端分别与二级静态氢压缩装置的氢气入口端以及加注装置的入口端连通；二级静态氢压缩装置的氢气出口端与二级增压氢存储装置的氢气输入端连通，二级增压氢存储装置的氢气输出端分别与三级静态氢压缩装置的氢气入口端以及加注装置的入口端连通；三级静态氢压缩装置的氢气出口端与三级增压氢存储装置的氢气输入端连通，三级增压氢存储装置的氢气输出端与加注装置的入口端连通。进一步地，加注装置包括加注枪。本技术实施例还提出了另一种连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统，其包括氢源产生装置、氢源输入装置、加注装置以及至少1个氢气增压及存储单元。每个氢气增压及存储单元均包括静态氢压缩装置和增压氢存储装置。氢源产生装置与氢源输入装置的氢源进口端连通，氢源输入装置的氢源出口端与静态氢压缩装置的氢气入口端连通，静态氢压缩装置的氢气出口端与增压氢存储装置的氢气输入端连通，增压氢存储装置的氢气输出端与加注装置的入口端连通。本申请中连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统的有益效果包括：本申请提供的连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统无运动部件，完全使用热驱动方式实现氢气的增压，设计紧凑、安静、可靠性高、泄露风险低，通过多罐交替式吸放氢方式，实现了压缩氢气的连续式输出，多级并联工作时，能极大增强系统的氢气压缩及输送能力，提高实用性。并且，包括氢源产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统，其特征在于，所述连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统包括氢源输入装置、加注装置以及至少1个氢气增压及存储单元；每个所述氢气增压及存储单元均包括静态氢压缩装置和增压氢存储装置；所述氢源输入装置的氢源出口端与所述静态氢压缩装置的氢气入口端连通，所述静态氢压缩装置的氢气出口端与所述增压氢存储装置的氢气输入端连通，所述增压氢存储装置的氢气输出端与所述加注装置的入口端或下一静态氢压缩装置的氢气入口端连通。

【技术特征摘要】
1.一种连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统，其特征在于，所述连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统包括氢源输入装置、加注装置以及至少1个氢气增压及存储单元；每个所述氢气增压及存储单元均包括静态氢压缩装置和增压氢存储装置；所述氢源输入装置的氢源出口端与所述静态氢压缩装置的氢气入口端连通，所述静态氢压缩装置的氢气出口端与所述增压氢存储装置的氢气输入端连通，所述增压氢存储装置的氢气输出端与所述加注装置的入口端或下一静态氢压缩装置的氢气入口端连通。2.根据权利要求1所述的连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统，其特征在于，所述静态氢压缩装置包括输入管、输出管以及并联的第一氢压缩罐和第二氢压缩罐；所述输入管的一端与所述氢源输入装置的所述氢源出口端连通，所述输入管的另一端分别与所述第一氢压缩罐的氢气入口端以及所述第二氢压缩罐的氢气入口端连通，所述输出管的一端分别与所述第一氢压缩罐的氢气出口端以及所述第二氢压缩罐的氢气出口端连通，所述输出管的另一端与所述增压氢存储装置的所述氢气输入端连通。3.根据权利要求2所述的连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统，其特征在于，所述输入管包括第一子输入管和第二子输入管，所述输出管包括第一子输出管和第二子输出管；所述第一子输入管的两端分别与所述氢源输入装置的所述氢源出口端以及所述第一氢压缩罐的氢气入口端连通，所述第二子输入管的两端分别与所述氢源输入装置的所述氢源出口端以及所述第二氢压缩罐的氢气入口端连通；所述第一子输出管的两端分别与所述第一氢压缩罐的氢气出口端以及所述增压氢存储装置的所述氢气输入端连通，所述第二子输出管的两端分别与所述第二氢压缩罐的氢气出口端以及所述增压氢存储装置的所述氢气输入端连通。4.根据权利要求3所述的连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统，其特征在于，所述静态氢压缩装置还包括冷介质输送装置，所述冷介质输送装置包括冷介质存储装置及第一输送管和第二输送管；所述第一输送管的两端分别与所述冷介质存储装置及所述第一氢压缩罐连通，所述第二输送管的两端分别与所述冷介质存储装置及所述第二氢压缩罐连通。5.根据权利要求4所述的连续输出式静态氢压缩、存储、加注一体化系统，其特征在于，所述静态氢压缩装置还包括热介质输送装置，所述热介质输送装置包括热介质存储装置及第三输送管和第四输送管；所述第三输送管的两端分别与所述热介质存储装置及所述第一氢压缩罐连通，所述第四输送管的两端分别与所述热介质存储装置及所述第二氢压缩罐连通。6.根据权利要求5所述的连续输...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙泰，唐仁衡，肖方明，王英，李睿，
申请(专利权)人：广东省稀有金属研究所，
类型：新型
国别省市：广东,44