一种安全用氢管路及其安全监测系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种安全用氢管路及其安全监测系统与方法，涉及氢安全技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种安全用氢管路及其安全监测系统与方法


[0001]本专利技术涉及氢安全
，特指一种安全用氢管路及其安全监测系统与方法
。

技术介绍

[0002]作为绿色
、
零碳的清洁能源，氢能的广泛应用对减少环境污染具有重要意义
。
随着氢能技术的不断发展，以氢为燃料的交通工具成为目前的研究重点
。
氢动力乘用车
、
重型卡车
、
火车
、
轮船
、
潜艇
、
飞机等交通载具的发展，对用氢安全提出了新的要求
。
[0003]目前各交通载具上广泛存在的用氢形式主要有液氢和氢气两种，虽然二者的物理特性不同，但泄漏后均会造成周边氢浓度上升，造成燃烧
、
爆炸等安全风险，尤其是载人交通工具，对安全的要求标准更高
。
同时，一般来说，输氢管路通过的区域，应对区域内线缆
、
电子器件进行隔爆或防爆处理，而防爆器件的体积较大
、
重量较重，不适于应用在对载重敏感的交通工具中
。
因此，传统的液氢
、
氢气管路不适于高安全要求的应用场景，需开展新型安全用氢管路的设计研究
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种安全用氢管路及其安全监测系统与方法
。
本专利技术在传统的液氢和氢气管路上加以改进，增设安全层，从而满足高安全性用氢需求
。
[0005]本专利技术拟用如下技术方案实现本专利技术的目的：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种安全用氢管路，包括液氢安全管路和氢气安全管路；所述液氢安全管路用于输送液氢工质，由内至外包括依次贴合套设的液氢内管路
、
绝热层
、
绝热层外壁
、
安全层和安全层外壁；所述氢气安全管路用于输送氢气工质，由内至外包括依次贴合套设的氢气管路
、
安全层和安全层外壁；所述安全层通过安全层外壁实现密封；所述液氢安全管路和氢气安全管路的安全层上均设有氢浓度传感器，氢气安全管路的安全层上还设有压力传感器
。
[0007]作为优选，所述液氢内管路
、
氢气管路
、
绝热层外壁和安全层外壁均采用不锈钢
、
铝合金或钛合金材质
。
[0008]作为优选，所述绝热层采用真空绝热或发泡绝热形式
。
[0009]作为优选，所述安全层为空气氛围或氮气氛围
。
[0010]第二方面，本专利技术提供了一种基于第一方面任一所述安全用氢管路的安全监测系统，包括氢安全监测系统
、
报警系统和通风系统；所述氢浓度传感器和压力传感器与氢安全监测系统连接，用于将检测到的氢浓度信号和压力信号实现传递；所述安全层通过通风系统与外界连通；氢安全监测系统与报警系统和通风系统连接，能根据接收的信号判断管路是否发生泄漏，若管路发生泄漏则通过报警系统报警并启动通风系统通风
。
[0011]第三方面，本专利技术提供了一种利用第二方面所述安全监测系统的安全监测方法，具体如下：
[0012]氢安全监测系统根据氢浓度传感器和压力传感器传递的氢浓度信号和压力信号，实时判断液氢内管路和
/
或氢气管路是否发生泄漏；
[0013]当氢安全监测系统判断管路发生泄漏时，控制报警系统发出报警信号，同时控制通风系统启动通风功能，以将安全层内泄漏的氢气排出，从而降低氢浓度，避免发生燃爆事故；
[0014]随着通风系统的运行，安全层内的氢浓度和压力逐渐降低；当氢安全监测系统判断管路恢复正常工况时，控制报警系统消除报警信号，同时控制通风系统关闭通风功能
。
[0015]本专利技术相比现有技术突出且有益的技术效果是：在传统液氢
、
氢气输送管路外增加了安全层，且安全层为完全密封，保证发生泄漏时氢不会直接泄露到载具内部，避免了将交通工具内大量采用隔爆
、
防爆设计，减轻了本体重量，提高了安全性；在安全层内设置氢浓度传感器与压力传感器，基于氢的扩散效应及时识别泄露现象，进而发出警报，告知载具上工作人员和乘客，及时采取相应措施；将通风系统与管路安全层相连接，在发生泄漏时启动通风系统，将泄露氢排出本体之外，从而降低安全风险
。
[0016]以下将结合附图对本专利技术的构思
、
具体结构及产生的技术效果做进一步说明，以充分的了解本专利技术的目的
、
特征和效果
。
附图说明
[0017]图1是本专利技术一种安全用氢管路的结构示意图
。
[0018]图2是本专利技术一种安全监测系统的结构示意图
。
[0019]图中：液氢内管路
1、
绝热层
2、
绝热层外壁
3、
氢气管路
4、
安全层
5、
安全层外壁
6、
氢浓度传感器
7、
压力传感器
8、
氢安全监测系统
9、
报警系统
10、
通风系统
11。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的上述目的
、
特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明
。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术
。
但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制
。
本专利技术各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合
。
[0021]在本专利技术的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者是间接连接即存在中间元件
。
相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件
。
[0022]如图1所示，本专利技术提供了一种安全用氢管路
。
依据使用工质的相态不同，该安全用氢管路主要包括液氢安全管路和氢气安全管路
。
其中，液氢安全管路用于输送液氢工质，液氢内管路1中的工质主要来源于氢动力交通工具中的液氢燃料
。
液氢安全管路主要包括液氢内管路
1、
绝热层
2、
绝热层外壁
3、
安全层5和安全层外壁
6。
液氢内管路1的外壁周向贴合设有绝热层2，绝热层2外壁周向贴合设有绝热层外壁3，绝热层外壁3外壁周向贴合设有安全层5，安全层5外壁周向贴合设有安全层外壁6，安全层5通过安全层外壁6实现密封
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种安全用氢管路，其特征在于，包括液氢安全管路和氢气安全管路；所述液氢安全管路用于输送液氢工质，由内至外包括依次贴合套设的液氢内管路
(1)、
绝热层
(2)、
绝热层外壁
(3)、
安全层
(5)
和安全层外壁
(6)
；所述氢气安全管路用于输送氢气工质，由内至外包括依次贴合套设的氢气管路
(4)、
安全层
(5)
和安全层外壁
(6)
；所述安全层
(5)
通过安全层外壁
(6)
实现密封；所述液氢安全管路和氢气安全管路的安全层
(5)
上均设有氢浓度传感器
(7)
，氢气安全管路的安全层
(5)
上还设有压力传感器
(8)。2.
根据权利要求1所述的一种安全用氢管路，其特征在于，所述液氢内管路
(1)、
氢气管路
(4)、
绝热层外壁
(3)
和安全层外壁
(6)
均采用不锈钢
、
铝合金或钛合金材质
。3.
根据权利要求1所述的一种安全用氢管路，其特征在于，所述绝热层
(2)
采用真空绝热或发泡绝热形式
。4.
根据权利要求1所述的一种安全用氢管路，其特征在于，所述安全层
(5)
为空气氛围或氮气氛围
。5.
一种基于权利要求1～4任一所述安全用氢管路的安全监测系统，其特征在于，包括氢安全监测系统
(9)、
报警系统
(10)
和通风系统<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲捷，李山峰，陈静，张春伟，赵康，苏谦，黎迎晖，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：