采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其特征在于：包括以下组成部分：带液氢增压泵的液氢储罐、空温式汽化器、低压蓄能器、35MPa加氢机、高压压缩机、高压蓄能器和70MPa加氢机；带液氢增压泵的液氢储罐中的液氢增压泵的液氢出口分别与第一输氢管路和第二输氢管路连接；各组成部分通过管路系统连接，从而实现液氢为35MPa加氢机和70MPa加氢机预冷降温、低压蓄能器和高压蓄能器充装目的。该装置流程简单、操作方便；通过利用液氢作为制冷剂为35MPa加氢机5、70MPa加氢机9进行预冷降温，不会造成氢源损耗，在减少空温式汽化器换热面积、降低空温式汽化器成本的同时还省去了专门的冷水机组，减少建站设备成本。减少建站设备成本。减少建站设备成本。

【技术实现步骤摘要】
采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置


[0001]本技术涉及加氢装置，尤其涉及一种采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置。

技术介绍

[0002]随着全球温室效应问题的日益突出以及各国对氢能源开发利用的鼓励，越来越多的氢燃料电池汽车投入市场。加氢装置之于燃料电池汽车，犹如加油站之于传统燃油汽车、充电站之于纯电动汽车，是支撑燃料电池汽车产业发展必不可少的基石。
[0003]加氢站的核心是如何快速、安全的实现氢燃料加注。目前，不管是35MPa的铝内胆储氢气瓶还是70MPa的塑料内胆储氢气瓶，其耐压部分均靠气瓶外层缠绕的碳纤维层承担。然而不管是进口碳纤维还是国产碳纤维，最高使用温度均为85℃，而为了满足氢燃料电池车的商业化要求，需要保证车载高压储氢气瓶在5～10分钟内完成足量的氢气加注，但是高压氢气快速加注过程中会带来温升效应，因而高压氢气的加氢速度受到限制；此外充装完成时，如果车载高压储氢气瓶内部氢气温度过高，车载高压储氢气瓶虽能达到充装目标压力，但其加注质量也可能仍达不到额定重量。因此为了满足加氢站的商业化运营要求，提高高压氢气加注速率，需要对加氢机进行预冷。目前常规的加氢站均为加氢机配备相应的冷水机组来对加氢机进行预冷，但采用配备相应的冷水机组的方式的成本较高。

技术实现思路

[0004]本技术所需解决的技术问题是：提供一种流程简单、操作方便、建站设备成本低的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，该装置利用液氢作为制冷剂为35MPa加氢机、70MPa加氢机进行预冷降温，不会造成氢源损耗。
[0005]为解决上述问题，本技术采用的技术方案是：所述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，包括以下组成部分：带液氢增压泵的液氢储罐、空温式汽化器、低压蓄能器、35MPa加氢机、高压压缩机、高压蓄能器和70MPa加氢机；带液氢增压泵的液氢储罐中的液氢增压泵的液氢出口分别与第一输氢管路和第二输氢管路连接；第一输氢管路依次与70MPa加氢机的预冷管路、35MPa加氢机的预冷管路连接，35MPa加氢机的预冷管路的出口通过第三输氢管路与高压压缩机的进口连接，高压压缩机的出口通过第四输氢管路与高压蓄能器的进口连接，高压蓄能器的出口通过第五输氢管路与70MPa加氢机的进气口连接；第二输氢管路与空温式汽化器的进口连接，空温式汽化器的出口分别与第六输氢管路和第七输氢管路连接，第六输氢管路与高压压缩机的进口或第三输氢管路连通，第七输氢管路与低压蓄能器的进口连接，低压蓄能器的出口通过第八输氢管路与35MPa加氢机的进气口连接。
[0006]进一步地，前述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其中，在液氢增压泵的液氢出口与70MPa加氢机的预冷管路的进口之间的第一输氢管路上设置有流量计。
[0007]进一步地，前述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其中，在高压压缩机的出口或第四输氢管路上设置有带控制阀门的第九输氢管路，第九输氢管路与70MPa加氢机的进口或第五输氢管路连通。
[0008]进一步地，前述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其中，空温式汽化器采用翅片管式汽化器，翅片管式汽化器的换热介质采用空气。
[0009]进一步地，前述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其中，所述的低压蓄能器为由第一顺序控制盘、若干并联设置的第一高压储氢瓶、若干并联设置的第一中压储氢瓶、若干并联设置的第一低压储氢瓶构成的三级加注低压蓄能器；第一低压储氢瓶的数量：第一中压储氢瓶的数量：第一高压储氢瓶的数量=4：3：2。
[0010]进一步地，前述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其中，第一顺序控制盘由第一低压顺序控制阀组、第一中压顺序控制阀组、第一高压顺序控制阀组构成；三级加注低压蓄能器的具体结构为：空温式汽化器的出口通过第七输氢管路分别与第一低压顺序控制阀组的进口、第一中压顺序控制阀组的进口、第一高压顺序控制阀组的进口连通；在第一低压顺序控制阀组的出口设置有第一连接管路，在第一连接管路上设置有带第一阀门的第一分支管道，四个第一低压储氢瓶的进出口分别通过对应第一分支连接管路与第一连接管路的出口连通；在第一中压顺序控制阀组的出口设置有第二连接管路，在第二连接管路上设置有带第二阀门的第二分支管道，三个第一中压储氢瓶的进出口分别通过对应第二分支连接管路与第二连接管路的出口连通；在第一高压顺序控制阀组的出口设置有第三连接管路，在第三连接管路上设置有带第三阀门的第三分支管道，二个第一高压储氢瓶的进出口分别通过对应第三分支连接管路与第三连接管路的出口连通；所述的第八输氢管路由带第四阀门的第一分支管路、带第五阀门的第二分支管路、带第六阀门的第三分支管路构成：第一分支管路的一端与第一低压顺序控制阀组的出口连通，第一分支管路的另一端与35MPa加氢机的进口连通；第二分支管路的一端与第一中压顺序控制阀组的出口连通，第二分支管路的另一端与35MPa加氢机的进口连通；第三分支管路的一端与第一高压顺序控制阀组的出口连通，第三分支管路的另一端与35MPa加氢机的进口连通。
[0011]进一步地，前述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其中，各第一低压储氢瓶构成第一低压储氢瓶组，各第一中压储氢瓶构成第一中压储氢瓶组，各第一高压储氢瓶构成第一高压储氢瓶组，第一高压储氢瓶组布置于第一低压储氢瓶组上方，第一中压储氢瓶组布置于第一高压储氢瓶组上方。
[0012]进一步地，前述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其中，所述的高压蓄能器为由第二顺序控制盘、若干并联设置的第二高压储氢瓶、若干并联设置的第二中压储氢瓶构成的二级加注高压蓄能器；第二高压储氢瓶的数量与第二中压储氢瓶的数量比为1：2。
[0013]进一步地，前述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其中，第二顺序控制盘由第二中压顺序控制阀组和第二高压顺序控制阀组构成；二级加注高压蓄能器的具体结构为：高压压缩机的出口通过第四输氢管路分别与第二中压顺序控制阀组的进口、第二高压顺序控制阀组的进口连通，在第二中压顺序控制阀组的出口设置有第四连接管路，在第四连接管路上设置有带第七阀门的第四分支管道，六个第二中压储氢瓶的进出口分别通过对应第四分支连接管路与第四连接管路的出口连通；在第二高压顺序控制阀组的出口设置有第五连接管路，在第五连接管路上设置有带第八阀门的第五分支管道，三个第二高压储氢瓶的进出口分别通过对应第五分支连接管路与第五连接管路的出口连通；所述的第五输氢管路由带第九阀门的第四分支管路和带第十阀门的第五分支管路构成：第四分支管路的一端与第二中压顺序控制阀组的出口连通，第四分支管路的另一端与70MPa加氢机的进口连
通；第五分支管路的一端与第二高压顺序控制阀组的出口连通，第五分支管路的另一端与70MPa加氢机的进口连通。
[0014]进一步地，前述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其中，各第二中压储氢瓶构成第二中压储氢瓶组，各第二高压储氢瓶构成第二高压储氢瓶组，第二高压储氢瓶组布置于第二中压储氢瓶组上方。
[0015]本技术的有益效果是：该装置流程简单、操作方便；利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其特征在于：包括以下组成部分：带液氢增压泵的液氢储罐、空温式汽化器、低压蓄能器、35MPa加氢机、高压压缩机、高压蓄能器和70MPa加氢机；带液氢增压泵的液氢储罐中的液氢增压泵的液氢出口分别与第一输氢管路和第二输氢管路连接；第一输氢管路依次与70MPa加氢机的预冷管路、35MPa加氢机的预冷管路连接，35MPa加氢机的预冷管路的出口通过第三输氢管路与高压压缩机的进口连接，高压压缩机的出口通过第四输氢管路与高压蓄能器的进口连接，高压蓄能器的出口通过第五输氢管路与70MPa加氢机的进气口连接；第二输氢管路与空温式汽化器的进口连接，空温式汽化器的出口分别与第六输氢管路和第七输氢管路连接，第六输氢管路与高压压缩机的进口或第三输氢管路连通，第七输氢管路与低压蓄能器的进口连接，低压蓄能器的出口通过第八输氢管路与35MPa加氢机的进气口连接。2.根据权利要求1所述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其特征在于：在液氢增压泵的液氢出口与70MPa加氢机的预冷管路的进口之间的第一输氢管路上设置有流量计。3.根据权利要求1或2所述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其特征在于：在高压压缩机的出口或第四输氢管路上设置有带控制阀门的第九输氢管路，第九输氢管路与70MPa加氢机的进口或第五输氢管路连通。4.根据权利要求1或2所述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其特征在于：空温式汽化器采用翅片管式汽化器，翅片管式汽化器的换热介质采用空气。5.根据权利要求1所述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其特征在于：所述的低压蓄能器为由第一顺序控制盘、若干并联设置的第一高压储氢瓶、若干并联设置的第一中压储氢瓶、若干并联设置的第一低压储氢瓶构成的三级加注低压蓄能器；第一低压储氢瓶的数量：第一中压储氢瓶的数量：第一高压储氢瓶的数量=4：3：2。6.根据权利要求5所述的采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置，其特征在于：第一顺序控制盘由第一低压顺序控制阀组、第一中压顺序控制阀组、第一高压顺序控制阀组构成；三级加注低压蓄能器的具体结构为：空温式汽化器的出口通过第七输氢管路分别与第一低压顺序控制阀组的进口、第一中压顺序控制阀组的进口、第一高压顺序控制阀组的进口连通；在第一低压顺序控制阀组的出口设置有第一连接管路，在第一连接管路上设置有带第一阀门的第一分支管道，四个第一低压储氢瓶的进出口分别通过对应第一分支连接管路与第一连接管路的出口连通；在第一中压顺序控制阀组的出口设置有第二连接管路，在第二连接管路上设置有带第二阀门的第二分支管道，三个第一中压储氢瓶的进出口分别通过对应第二分支连接管路与第二连接管路的出...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏红艳，杜海滨，施海涛，丁桓展，惠昱轩，况开锋，陶晓伟，许春华，王朝，蒋昱丞，郁永斌，
申请(专利权)人：江苏国富氢能技术装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：