本发明专利技术公开了一种液氢泵驱动的质量法液氢流量标准装置。两套高压驱动气源出口均连接一个绝热预冷槽，绝热预冷槽的出口分别与标准液氢储A罐和标准液氢储B罐相连。标准液氢储A罐出液口与低温液氢泵组进口相连，低温液氢泵组出口与过冷箱的气管入口相连，过冷箱的气管出口与被检流量计入口相连，被检流量计的出口与标准液氢储B罐的进液口相连，标准液氢储B罐设置在高精度称重单元上。供给储氢罐的出液口通过汇管分别与标准液氢储A罐和标准液氢储B罐的加液口相连。本发明专利技术产生的标准流量通过低温液氢泵组配合比例调节阀实现无级调节，能够直接溯源到相应计量等级的标准砝码，且液氢损耗非常小，可重复使用储氢罐内所存的液氢，安全性高。全性高。全性高。
【技术实现步骤摘要】
一种液氢泵驱动的质量法液氢流量标准装置
[0001]本专利技术属于氢能计量
，涉及用于实流检定或校准液氢流量计的一种液氢泵驱动的质量法液氢流量标准装置。
技术介绍
[0002]氢能是最清洁的能源之一，具有来源多样、终端零排、用途广泛等优势，在保障国家能源安全、推进能源产业升级等方面作用重大。在实现碳达峰、碳中和目标的进程中，氢能被寄予厚望。同时，氢能还可以作为承载可再生的不稳定的风能、太阳能的桥梁，为全社会的节能增效做出贡献，氢能可以给我们带来一个更清洁、更美好的生存环境。
[0003]高压气氢和低温液氢是氢能产业链中的氢的两种状态，其中高压气氢是目前主流的储氢和加氢方式，但是随着金属内胆碳纤维全缠绕复合材料气瓶等高压储氢材料的成熟，能够承受70MPa的储氢容器逐渐推向市场。另一方面，相比于高压气氢，液氢的体积能量密度更大，在规模化发展氢能产业的储存、运输方面具有明显优势。因此，随着氢能汽车的兴起，对氢气需求增加，液氢的地位也将进一步提高。
[0004]氢能源产业链包括上游氢制备、中游氢储运、下游加氢站及氢能源燃料电池应用等多个环节。在氢能产品的制备
‑
储存
‑
运输
‑
加氢
‑
使用过程中，都涉及到氢能计量技术。然而，目前对氢产品的性能测试和流量测量等方面关注较少，缺乏成熟的氢能装备性能检测和试验方法、标准以及基础设施。到目前为止，国内外可用于直接测量深冷液氢的流量计屈指可数。但是，随着氢能产业的国家布局和迅速发展，氢储运和各种贸易交接环节都需要精确的流量计量。因此，完善氢流量计量体系和规模化的氢流量计量产业具有重要意义。
[0005]目前，包括液氢在内的低温液体流量标准装置主要有标准表法和质量法两类，标准表法的计量特性也常通过质量法对其进行检定校准获得。因此，从液氢流量溯源的角度出发，建立质量法液氢流量标准装置，以实现液氢流量检定和校准，从而支撑氢能产业链的健康快速发展。
技术实现思路
[0006]针对上述液氢流量计实流检定和校准急需生成的液氢标准流量问题，本专利技术提出了一种液氢泵驱动的质量法液氢标准流量生成装置。
[0007]为了实现上述目的，实现液氢标准流量的连续发生及可控，本专利技术采用了以下技术方案：
[0008]液氢泵驱动的质量法液氢标准流量装置主要由两个高压驱动气源、两个绝热预冷槽、两个标准储氢罐、供给储氢罐、低温液氢泵组、过冷箱、真空冷箱、被检流量计、特排管道、高精度称重单元和配套管路组成。所述的标准储氢罐内设置有氦气扩散器和液氢扩散器，以降低均布速度。所述标准储氢罐包括标准液氢储A罐和标准液氢储B罐。
[0009]每个所述高压驱动气源的出口配有一个绝热预冷槽，所述绝热预冷槽气管出口端通过管路与标准储氢罐相连。
[0010]所述标准液氢储A罐的出液口与低温液氢泵组的进口相连，低温液氢泵组的出口与过冷箱的气管入口相连，过冷箱的气管出口与被检流量计入口相连，被检流量计的出口与标准液氢储B罐的进液口相连。
[0011]所述标准液氢储B罐的出液口通过反液管路与标准液氢储A罐的进液口、供给储氢罐的进液口相连接。
[0012]所述标准液氢储A罐、供给储氢罐的排气阀通过汇管与所述特排管道相连，标准液氢储B罐的排气阀通过软管与所述特排管道相连。
[0013]所述供给储氢罐的出液口通过汇管分别与标准液氢储A罐和标准液氢储B罐的加液口相连。
[0014]所述标准液氢储B罐设置在高精度称重单元上。
[0015]进一步说，所述被检流量计设置在真空冷箱内。
[0016]进一步说，所述高压驱动气源采用低温高压氦气源，由高压气瓶或其它形式储罐配合压缩机组成，用于对整个液氢流量标准装置进行吹扫及预冷。
[0017]进一步说，所述的过冷箱内装有液氮或液氦，对过冷箱内测试管路进行强制降温。
[0018]进一步说，通过控制所述低温液氢泵组配合比例调节阀，用于获得不同大小的检定流量点，实现无级调节。
[0019]进一步说，所述被检流量计两端的进出口留有直管段，通过软管引出至法兰，方便对被检流量计进行更换。
[0020]进一步说，所述标准储氢罐的真空层和罐体内部，分别设置有温度计和压力计，进行实时安全监测；所述标准储氢罐设置有安全阀，避免管路和储氢罐内压力超限。
[0021]进一步说，所述低温高压氦气源、绝热预冷槽及其管路所组成预冷系统管路；所述过冷箱、真空冷箱及其管路所组成测试段；所述的预冷系统管路、测试段被测流量计上下游直管段同时配有温度计和压力计对管路流体进行实时测量，为标准流量修正和不确定度评定提供依据；
[0022]进一步说，所述标准液氢储B罐离合机构采用双层真空绝热快速插拔的形式，可以减少系统的漏热，对标准液氢储B罐进行测量之前，断开通过双层真空快速插拔与标准液氢储B罐连接的管路，避免对测量结果产生影响。
[0023]进一步说，所述的供给储氢罐可通过自增压装置配合液位计、压力表，实现对两个标准储氢罐内的液氢及时补充；
[0024]进一步说，所述的特排管道为系统专用排气管道，吹扫及预冷阶段，氦气及管道内气体杂质经管路吹扫完毕后，排入特排管路；
[0025]进一步说，所述液氢流量标准装置所有的传感信号和流量信号，通过统一的软件平台进行接收、存储和运算，生成检定技术报告的同时，对系统整体的功能进行实时监测和安全预警。
[0026]进一步说，所述标准液氢储B罐的质量差对应的时间差为标准液氢储B罐的出液口阀门、进液口阀门关闭对应的时间差。
[0027]标准流量产生的过程为：
[0028]打开供给储氢罐的出液口阀门和标准液氢储A罐、标准液氢储B罐的加液口阀门，并完成液氢充装；
[0029]关闭供给储氢罐的出液口阀门和标准液氢储A罐、标准液氢储B罐的加液口阀门，打开标准液氢储A罐的进出液口阀门、标准液氢储B罐的进出液口阀门；
[0030]开启液氢泵组，驱动标准液氢储A罐中的液氢通过出液口，依次流经液氢泵组、过冷箱、被检流量计、标准液氢储B罐，再通过反液管路返回至标准液氢储A罐；
[0031]关闭标准液氢储B罐的出液口阀门和标准液氢储A罐的进液口阀门、打开供给储氢罐的进液口阀门，使返液管路中的液氢流向供给储氢罐中；标准液氢储A罐中的液氢流经被检流量计表后向高精度称重单元上的标准液氢储B罐持续加液，从而产生一个液氢的标准累积流量；
[0032]关闭准液氢储B罐的进液口阀门，将关闭标准液氢储B罐出液口阀门的时间点作为装置计时的起始点t0，此时高精度称重单元测得标准液氢储B罐的质量为m0；关闭标准液氢储B罐进液口阀门的时间点作为计时的截止点t1，此时标准液氢储B罐的质量为m1；
[0033]标准液氢流量Q
Β
由标准液氢储B罐加液前后的质量差Δm
Β
和加液时间Δt计算所得，即：
[0034][0035]本专利技术与现有技术相比，具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液氢泵驱动的质量法液氢流量标准装置，包括高压驱动气源、绝热预冷槽、标准储氢罐、供给储氢罐、低温液氢泵组、过冷箱、真空冷箱、被检流量计、特排管道、高精度称重单元和配套管路，其特征在于：所述高压驱动气源、绝热预冷槽、标准储氢罐均有两个，每个高压驱动气源的出口连接一个绝热预冷槽，所述绝热预冷槽气管出口端通过管路与标准储氢罐相连；所述标准储氢罐包括标准液氢储A罐和标准液氢储B罐；所述标准液氢储A罐的出液口与低温液氢泵组的进口相连，低温液氢泵组的出口与过冷箱的气管入口相连，过冷箱的气管出口与被检流量计入口相连，被检流量计的出口与标准液氢储B罐的进液口相连；所述标准液氢储B罐的出液口通过反液管路与标准液氢储A罐的进液口、供给储氢罐的进液口相连接；所述标准液氢储A罐、供给储氢罐的排气阀通过汇管与所述特排管道相连，标准液氢储B罐的排气阀通过软管与所述特排管道相连；所述供给储氢罐的出液口通过汇管分别与标准液氢储A罐和标准液氢储B罐的加液口相连；所述标准液氢储B罐设置在高精度称重单元上；所述的标准储氢罐内设置有氦气扩散器和液氢扩散器。采用以下方式产生标准流量：打开供给储氢罐的出液口阀门和标准液氢储A罐、标准液氢储B罐的加液口阀门，并完成液氢充装；关闭供给储氢罐的出液口阀门和标准液氢储A罐、标准液氢储B罐的加液口阀门，打开标准液氢储A罐的进出液口阀门、标准液氢储B罐的进出液口阀门；开启低温液氢泵组，驱动标准液氢储A罐中的液氢通过出液口，依次流经低温液氢泵组、过冷箱、被检流量计、标准液氢储B罐，再通过反液管路返回至标准液氢储A罐；关闭标准液氢储B罐的出液口阀门和标准液氢储A罐的进液口阀门、打开供给储氢罐的进液口阀门，使返液管路中的液氢流向供给储氢罐中；标准液氢储A罐中的液氢流经被检流量计表后向高精度称重单元上的标准液氢储B罐持续加液，从而产生一个液氢的标准累积...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤敏华，孙士恩，宋玉彩，许好好，徐爱民，李想，吴舒琴，李军海，包福兵，凃程旭，王佳香，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司中国计量大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。