一种带冷量回收的燃料电池用液氢增压供给系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带冷量回收的燃料电池用液氢增压供给系统，具体涉及一种带冷量回收的自增压式燃料电池用液氢增压供给系统，利用液氢自身冷量冷凝获取液空引入液氢储罐内置冷屏中吸收大量热辐射，降低液氢储罐液氢自蒸发率，延长液氢无损保存时间

【技术实现步骤摘要】
一种带冷量回收的燃料电池用液氢增压供给系统


[0001]本专利技术介绍了一种液氢供给装置，具体涉及一种带冷量回收的燃料电池用液氢增压供给系统，属于氢能源领域
。

技术介绍

[0002]氢能源作为一种新型能源，其具有热值高
、
绿色无污染等优点
。
氢能的应用状态主要分为液氢（液态）和氢气（气态）两种
。
因为常温常压气态氢密度很小，所以对于氢气而言，要在一定体积下储存大量氢，只能提高氢气的储存压力，比如车载储氢瓶的压力为
35MPa
（
20℃
时密度为
23.7kg/m3
）或
70MPa
（
20℃
时密度为
39.7kg/m3
）
。
相比之下，液氢在
‑
253℃
时，密度可达到
70.8kg/m3
，且存储压力较低，所以安全性较高
。
但是液氢储罐存在一定数值的日蒸发率，储罐内部液氢会缓慢蒸发，导致罐压升高
。
当罐压达到安全阀排放压力值，必须通过安全阀进行排放，导致氢气浪费
。
所以采用一种带冷量回收的的液氢增压供给系统可以减少热辐射导致的液氢蒸发，降低液氢罐液氢蒸发率，降低氢气损耗
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种带冷量回收的燃料电池用液氢增压供给系统，充分利用液氢自身冷量冷凝液空引入液氢储罐冷屏中减少液氢储罐液氢自蒸发率，同时也可直接给冷屏加注液氮或液氢等低温介质，延长系统无损保存时间
。
本专利技术通过回收利用液氢冷量解决了液氢供氢系统氢气损耗大问题
。
[0004]本专利技术是通过如下的技术方案予以实现的：一种带冷量回收的燃料电池用液氢增压供给系统，该系统包括空气冷凝器
、
液氢储罐
、
自增压器
、
水浴式汽化器
、
氢气缓冲罐，所述液氢储罐的液氢出口与空气冷凝器的液氢入口连接，水浴式汽化器的氢气入口与空气冷凝器的氢气出口连接，液氢储罐的冷屏空气出口与空气冷凝器的空气入口连接，空气冷凝器的液空出口与液氢储罐的冷屏液空入口连接，液氢储罐的液氢增压出口与自增压器液氢入口连接，液氢储罐的液氢增压返流口与自增压器氢气出口连接，水浴式汽化器氢气出口与氢气缓冲罐氢气入口连接，氢气缓冲罐氢气出口将氢气输入燃料电池使用，水浴式汽化器设置有循环水引入口及引出口，所述液氢储罐上还不布置有液氢补充口，该液氢补充口与外部的氢液化装置或液氢槽车直接连接进行液氢的补充
。
[0005]作为优选：所述空气冷凝器材质为不锈钢或铝材
,
采用板翅式
、
微通道式
、
套管式中的一种或几种，数量为单个或多个，当数量为多个，采用切换式
。
[0006]作为优选：所述液氢储罐采用高真空绝热且真空夹层中设置冷屏结构，内胆及冷屏均包裹绝热材料，冷屏内可添加低温介质
。
[0007]作为优选：所述冷液氢储罐的冷屏结构可以是管道绕制而成
、
整幅空心板结构包覆而成或两者结合
。
[0008]作为优选：所述冷液氢储罐的冷屏结构内充斥的低温介质可以是空气冷凝而成的液空
、
直接加注的液氮或液氢；
作为优选：所述采用水浴式汽化器回收液氢的冷量，循环热水来自燃料电池电堆
。
[0009]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用，将利用系统工作时液氢的富余冷量通过液空冷凝器冷凝进行回收获取液空作为液氢储罐冷屏冷源
。
通过液氢冷量回收减少了液氢储罐的自蒸发率，降低了系统的氢气损耗
。
[0010]当供氢系统下游是燃料电池时，由于电池功率是变化的，耗氢量也是跟随变化
。
供氢系统设置有旁路进行液氢补充，通过调节自增压器液氢入口阀
、
自增压器氢气出口阀开度自动维持液氢储罐所需工作压力
。
附图说明
[0011]图1是本专利技术结构示意图
。
具体实施方式
[0012]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述
。
以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围，如图1所示，一种带冷量回收的燃料电池用液氢增压供给系统，该系统包括空气冷凝器
101、
液氢储罐
102、
自增压器
103、
水浴式汽化器
104、
氢气缓冲罐
105
，所述液氢储罐
102
的液氢出口
b2
与空气冷凝器
101
的液氢入口
a1
连接，水浴式汽化器 104
的氢气入口
d2
与空气冷凝器
101
的氢气出口
a2
连接，液氢储罐
102
的冷屏空气出口
b3
与空气冷凝器
101
的空气入口
a3
连接，空气冷凝器
101
的液空出口
a4
与液氢储罐
102
的冷屏液空入口
b7
连接，液氢储罐
102
的液氢增压出口
b5
与自增压器
103
液氢入口
c2
连接，液氢储罐
102
的液氢增压返流口
b1
与自增压器
103
氢气出口
c1
连接，水浴式汽化器
104
氢气出口
d1
与氢气缓冲罐
105
氢气入口
e1
连接，氢气缓冲罐
105
氢气出口
e2
将氢气输入燃料电池使用，水浴式汽化器
104
设置有循环水引入口及引出口，所述液氢储罐
102
上还不布置有液氢补充口
b6
，该液氢补充口
b6
与外部的氢液化装置或液氢槽车直接连接进行液氢的补充，所述空气冷凝器
101 材质为不锈钢或铝材
,
采用板翅式
、
微通道式
、
套管式中的一种或几种，数量为单个或多个，当数量为多个时，采用切换式，所述液氢储罐
102
采用高真空绝热且真空夹层中设置冷屏结构，内胆及冷屏均包裹绝热材料，冷屏内可添加低温介质，所述冷液氢储罐
102
的冷屏结构可以是管道绕制而成
、
整幅空心板结构包覆而成或两者结合，所述冷液氢储罐
102
的冷屏结构内充斥的低温介质可以是空气冷凝而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种带冷量回收的燃料电池用液氢增压供给系统，该系统包括空气冷凝器（
101
）
、
液氢储罐（
102
）
、
自增压器（
103
）
、
水浴式汽化器（
104
）
、
氢气缓冲罐（
105
），其特征在于：所述液氢储罐（
102
）的液氢出口（
b2
）与空气冷凝器（
101
）的液氢入口（
a1
）连接，水浴式汽化器 （
104
）的氢气入口（
d2
）与空气冷凝器（
101
）的氢气出口（
a2
）连接，液氢储罐（
102
）的冷屏空气出口（
b3
）与空气冷凝器（
101
）的空气入口（
a3
）连接，空气冷凝器（
101
）的液空出口（
a4
）与液氢储罐（
102
）的冷屏液空入口（
b7
）连接，液氢储罐（
102
）的液氢增压出口（
b5
）与自增压器（
103
）液氢入口（
c2
）连接，液氢储罐（
102
）的液氢增压返流口（
b1
）与自增压器（
103
）氢气出口（
c1
）连接，水浴式汽化器（
104
）氢气出口（
d1
）与氢气缓冲罐（
105
）氢气入...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志明，韩一松，胡沛，王佳伟，沈瑾，夏建剑，孔德豪，卫光普，
申请(专利权)人：杭氧集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：