气压驱动的双向质量法液氢流量标准装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种气压驱动的双向质量法液氢流量标准装置。低温高压氦气源经过预冷系统后，一路连接供应液氢罐，一路通过回收管路连接标准液氢罐。所述供应液氢罐和标准液氢罐均设有氦气扩散器、液氢扩散器和储罐加注口；供应液氢罐通过管路连接气液分离器、被检流量计，再与标准液氢罐相连；所述标准液氢罐放置于高精度称重单元上方。本实用新型专利技术采用高压氦气源驱动液氢流动，可准确调节并提供小流量范围的标准流量，液氢损耗非常小，稳定性高，安全性高；进行逆向质量法气压驱动检定时，可减少附加管容的影响；采用液氢加液枪、快插接口，使标准液氢罐与管路系统快速脱离、独立于高精度称重单元之上，提高了测量效率和精度。提高了测量效率和精度。提高了测量效率和精度。

【技术实现步骤摘要】
气压驱动的双向质量法液氢流量标准装置


[0001]本技术属于氢能计量
，具体涉及用于实流检定或校准液氢流量计的一种气压驱动的双向质量法液氢标准流量装置。

技术介绍

[0002]氢是一种清洁、高效、零碳的能源载体，来源多样，在供热、交通、工业以及发电等领域发挥燃料和原料的作用，同时也是实现电力、热力、液体燃料等各能源品种之间转化的重要媒介。氢能技术可以更经济地实现电能或热能的长周期、大规模存储，解决弃风、弃光、弃水问题，是满足未来生态可再生能源需求的关键方案。
[0003]氢能产业链中的氢主要有高压气氢和低温液氢两种状态。液氢的体积能量密度远大于高压气氢，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，液氢未来在民航、海运和城市公共交通运输方面的潜力巨大，是未来氢能大规模产业化的突破口，这也是液氢一开始就作为航空火箭推进剂燃料的主要原因。
[0004]在液氢的制备、储运、应用和贸易结算等关键环节，液氢流量测量的准确与否至关重要，直接关系到全产业链的生产安全、顺畅运转和贸易公平。准确可靠的液氢流量计及其流量检定系统是保证液氢流量计量合法性的两大关键要素。目前氢能产业的研究主要集中在制氢、储氢、输氢等氢能装备的产品研制以及燃料电池技术等，而对氢产品性能测试和质量检验等方面的关注较少，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。液氢流量标准装置是检定和校准液氢流量计的核心装备，是液氢流量溯源链上的关键一环。由于液氢是深冷的低密度、低粘度流体，采用常温流体或者液氮等低温替代流体对液氢流量计进行检定时，会存在不可忽略的误差，特别是在小流量范围内。同时，如何确保液氢在流动过程中的状态稳定避免发生气化也是液氢流量标准装置面临的严峻挑战。因此，通过自主创新，建立能够实现液氢实流检定和校准的液氢流量标准装置以支撑氢能产业链的健康快速发展显得尤为必要和迫切。

技术实现思路

[0005]针对深冷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，本技术提出了一种气压驱动的双向质量法液氢标准流量装置。
[0006]为了实现上述目的，本技术的技术方案为
[0007]本技术包括低温高压氦气源、预冷系统、供应液氢罐、标准液氢罐、高精度称重单元、液氢加液枪、被检流量计和回收管路，所述低温高压氦气源的出口经过预冷系统后分为两个支路，第一支路连接供应液氢罐，第二支路通过回收管路连接标准液氢罐；
[0008]所述供应液氢罐内设有第一氦气扩散器、第一液氢扩散器和第二液氢扩散器，所述标准液氢罐的罐体设有第二氦气扩散器、第三液氢扩散器和第四液氢扩散器；所述第一液氢扩散器通过管路与被检流量计进口连接，被检流量计出口与标准液氢罐相连，标准液氢罐放置于高精度称重单元上方；
[0009]所述供应液氢罐和标准液氢罐上均设有储罐加注口，通过液氢加液枪对供应液氢罐和标准液氢罐注入液氢。
[0010]进一步说，所述供应液氢罐和被检流量计之间设置气液分离器，用于去除液氢流动中气化形成的氢气。
[0011]进一步说，所述供应液氢罐和标准液氢罐外围设置有一层真空套，所述供应液氢罐和标准液氢罐的罐内和真空套内均设有温度计、压力表。
[0012]进一步说，所述低温高压氦气源由高压气瓶配合压缩机组成，低温高压氦气源出口设置有精密减压阀，用于对标准流量大小进行控制。
[0013]进一步说，所述回收管路与标准液氢罐连接处设置有快插接头。
[0014]进一步说，所述预冷系统为低温制冷机，或由液氮、液氢构建的绝热预冷槽。
[0015]与现有技术相比，本技术具有的有益效果是：
[0016]1、本技术采用高压氦气源驱动液氢流量流动，可以通过高压低温氦气进行准确调节，提供的小流量范围内的标准流量稳定性高，且相比于液氢泵的驱动方式成本更低。
[0017]2、在进行逆向质量法气压驱动检定方式时，标准液氢罐中的液氢经高压氦气源加压后，排出液氢流经被检流量计，以计算出液氢标准累积流量Q
Β
，通过这种方式，可以减少附加管容对测量结果的影响。
[0018]3、本技术提供的液氢流量计的检定和校准需要液氢实流标准流量，能够直接溯源到相应计量等级的标准砝码，完成质量的溯源。
[0019]4、本技术产生标准流量的过程中，液氢损耗非常小，可以重复使用液氢储罐内所存的液氢。
[0020]5、标准液氢罐与管路系统的脱离方式，采用液氢加液枪
‑
加液枪接口(可燃介质接口)和快插接口(不可燃介质接口)两种快速离合方式，可迅速将标准液氢罐独立于称重单元之上，提高测量效率和精度；其中液氢加液枪的离合方式可采用远程执行器进行自动控制，提升系统的安全性和兼容性。
[0021]6、供应液氢罐、标准液氢罐和管路系统的绝热真空、温度、压力都得到实时监控并配备超限声光预警，系统的整体安全性更高。
附图说明
[0022]图1是气压驱动的质量法液氢流量标准装置示意图；
[0023]图2是具有预冷系统的低温高压氦气源装置示意图；
[0024]图3是供应液氢罐示意图；
[0025]图4是被检流量计测试段示意图；
[0026]图5是标准液氢罐及高精度称重单元装置示意图；
[0027]图6是气压驱动的逆向质量法液氢流量标准装置示意图。
[0028]图中：1、低温高压氦气源；2、供应液氢罐；3、标准液氢罐；4、精密减压阀；5、第三截止阀；6、绝热预冷槽；7、第一温度计；8、第一压力表；9、高精度称重单元；10、第一截止阀；11、第一安全阀；15、第一储罐加注口；16、第一液氢加液枪；17、第一导轨；19、气液分离器；20、被检流量计；21、第二储罐加注口；23、快插接头；24、回收管路；25、第二截止阀；26、第六温度计；27、第六压力表；28、第二液氢加液枪；29、第二导轨；101、声光报警器；201、液位计；
202、第二安全阀；203、第一氦气扩散器；204、第二温度计；205、第二压力表；206、第三温度计；207、第三压力表；208、第一液氢扩散器；209、真空套；210、第二液氢扩散器；301、第三安全阀；302、第四温度计；303、第四压力表；304、第五温度计；305、第五压力表；306、第三液氢扩散器；307、第四液氢扩散器；308、第二氦气扩散器；601、预冷槽管路；602、预冷槽槽体。
具体实施方式
[0029]为了使本领域的技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术中的附图，对技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于技术保护的范围。
[0030]本技术包括低温高压氦气源、预冷系统、供应液氢罐、标准液氢罐、高精度称重单元、液氢加液枪、被检流量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.气压驱动的双向质量法液氢流量标准装置，包括低温高压氦气源、预冷系统、供应液氢罐、标准液氢罐、高精度称重单元、液氢加液枪、被检流量计和回收管路，其特征在于：所述低温高压氦气源的出口经过预冷系统后分为两个支路，第一支路连接供应液氢罐，第二支路通过回收管路连接标准液氢罐；所述供应液氢罐内设有第一氦气扩散器、第一液氢扩散器和第二液氢扩散器，所述标准液氢罐的罐体设有第二氦气扩散器、第三液氢扩散器和第四液氢扩散器；所述第一液氢扩散器通过管路与被检流量计进口连接，被检流量计出口与标准液氢罐相连，标准液氢罐放置于高精度称重单元上方；所述供应液氢罐和标准液氢罐上均设有储罐加注口，通过液氢加液枪对供应液氢罐和标准液氢罐注入液氢。2.根据权利要求1所述的一种气压驱动的双向质量法液氢流量标准装置，其特征在于：所述供应液氢罐和...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋玉彩，李军海，徐爱民，胡卿，吴舒琴，许好好，李想，钦鹏明，包福兵，凃程旭，卓银杰，
申请(专利权)人：浙江浙能富兴燃料有限公司，
类型：新型
国别省市：