一种液氢蒸发气处理系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种液氢蒸发气处理系统及其控制方法，实现对液氢运输船中液氢蒸发气的合理引导及利用，液氢储存罐中的蒸发气经多级氢气压缩机压缩后，可以储存在氢气日用罐供给日用设备，也可以储存在压缩氢气高压储罐中，避免蒸发气直接排到大气中造成损耗，而且无需昂贵的液化设备，大大降低了船舶造价。其中压缩氢气高压储罐同时兼有储存和供给的缓冲功能，压缩氢气高压储罐储存的蒸发气既可以供给氢气日用罐，又可以供给液氢储存罐，对维持整个系统的稳定起到了关键性作用。控制单元实现对整个系统的实时调控，配合压缩氢气高压储罐使液氢储存罐和氢气日用罐的内部压力始终保持稳定，大大提升了船舶运输中的安全性和稳定性，具有极高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种液氢蒸发气处理系统及其控制方法
本专利技术涉及液氢运输船领域，特别涉及一种液氢蒸发气处理系统及其控制方法。
技术介绍
随着能源危机和环境污染的日渐严重，2018年4月，IMO制定了关于温室气体减排的战略。氢气作为一种不含碳的清洁能源，是目前倍受航运业关注和极力开发的新燃料之一。液氢运输船及氢燃料动力船等新概念船舶也随之应运而生，成为业界的热门研究方向。而其中最关键的一点就是如何对液氢进行储存和输运。氢气在船上的储存通常以常压全冷(-253℃)液态的形式储存于液氢储存罐中。在装货、加注、运输过程中，超低温的液氢由于热量的浸入往往会产生蒸发气，为了避免货损，必须要对这些蒸发气加以限制和回收。通常有两种处理思路，一是将蒸发气引导排出储存罐后进行再液化处理，但是由于蒸发气的液化温度极低，将蒸发气进行再液化的液化设备极其昂贵；二是将这些蒸发气限制在液氢储存罐中而不被排出，但这样必定会增大储存罐的内部压力，造成安全隐患，如果一味的增加储存罐的设计压力，那么船舶的造价成本也会大幅度提高。此外上述限制和回收的方法缺少调控功能，很难使储存罐中的压力保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液氢蒸发气处理系统，包括：/n液氢储存罐，储存液态氢的低温容器；/n多级氢气压缩机，对来自所述液氢储存罐中的蒸发气进行压缩；/n压缩氢气高压储罐，对所述多级氢气压缩机压缩后的蒸发气进行储存，并且通过压力调节单元连通所述液氢储存罐和氢气日用罐；/n控制单元，对整个系统进行监测和控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种液氢蒸发气处理系统，包括：
液氢储存罐，储存液态氢的低温容器；
多级氢气压缩机，对来自所述液氢储存罐中的蒸发气进行压缩；
压缩氢气高压储罐，对所述多级氢气压缩机压缩后的蒸发气进行储存，并且通过压力调节单元连通所述液氢储存罐和氢气日用罐；
控制单元，对整个系统进行监测和控制。


2.根据权利要求1所述的液氢蒸发气处理系统，其特征在于，所述压力调节单元包括第一压力调节单元，所述第一压力调节单元设置在压缩氢气高压储罐和所述液氢储存罐之间，用于调控所述压缩氢气高压储罐进入所述液氢储存罐的蒸发气气压和流量。


3.根据权利要求2所述的液氢蒸发气处理系统，其特征在于，所述液氢储存罐内安装有第一压力传感器。


4.根据权利要求3所述的液氢蒸发气处理系统，其特征在于，所述控制单元接收来自所述第一压力传感器、多级氢气压缩机、第一压力调节单元的输入信号，并将控制信号输出至多级氢气压缩机、第一压力调节单元。


5.根据权利要求1所述的液氢蒸发气处理系统，其特征在于，所述压力调节单元还包括第二压力调节单元，所述第二压力调节单元设置在压缩氢气高压储罐和所述氢气日用罐之间，用于调控所述压缩氢气高压储罐进入所述氢气日用罐的蒸发气气压和流量。


6.根据权利要求5所述的液氢蒸发气处理系统，其特征在于，所述氢气日用罐内安装有第二压力传感器。


7.根据权利要求6所述的液氢蒸发气处理系统，其特征在于，所述控制单元接收来自所述第二压力传感器、多级氢气压缩机、第二压力调节单元的输入信号，并将控制信号输出至多级氢气压缩机、第二压力调节单元。


8.根据权利要求1所述的液氢蒸发气处理系统，其特征在于，所述液氢蒸发气处理系统还包括日用设备，所述日用设备的氢能供给来自所述氢气日用罐，所述日用设备包括内燃机、燃料电池和燃气轮机。


9.根据权利要求1所述的液氢蒸发气处理系统，其特征在于，所述液氢蒸发气处理系统还包括状态显示单元，所述状态显示单元接收来自所述控制单元的控制信号。


10.根据权利要求1-9任一项所述的液氢蒸发气处理系统，其特征在于，所述液氢储存罐和多级氢气压缩机之间设有气液分离器和气体加热器。


11.根据权利要求6-7任一项所述的液氢蒸发气处理系统，其特征在于，所述多级氢气压缩机还设有级间出口，级间出口用于将氢气输送到所述氢气日用罐。


12.一种使用权利要求3-4任一项所述液氢蒸发气处理系统调控液氢储存罐压力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10:设定液氢储存罐保持稳定时的压力值为设定值，将该设定值读入控制单元；
S11:控制单元判断第一压力传感器的压力值相比设定值偏大或是偏小；
S12:根据S11中的判断结果，控制单元按照优先级高低对第一压力调节单元和多级氢气压缩机进行调控，直至第一压力传感器的压力值恢复至设定值。


13.根据权利要求12所述调控液氢储存罐压力的方法，其特征在于，当步骤S11中判断第一压力传感器的压力值相比设定值偏大时，S12具体包括以下步骤：
S12-1:对第一压力调节单元进行调控，减少压缩氢气高压储罐至液氢储存罐中的蒸发气输入量；
S12-2:在执行S12-1的同时，判断第一压力传感器的压力值是否降低至设定值，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：张道志，周鑫元，郑双燕，李晓姣，秦斌，
申请(专利权)人：江南造船集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31