【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液氢储运领域，具体地说，涉及一种基于主动制冷的零排放液氢存储系统。
技术介绍
1、氢能产业，作为我国战略性新兴产业和未来重点发展的产业，正迎来蓬勃发展。低温液态储氢是先将氢气液化，然后储存在低温绝热容器中，相比其它氢气存储方式，该技术具有单位质量和单位体积储氢密度大的绝对优势，正逐渐得到应用。
2、当前，热漏损是液氢储存中的突出问题，热漏损导致储罐内液氢汽化，造成储罐内压力升高，当储罐内压力超过设定压力时，常通过安全阀泄放至大气，造成氢气的浪费且存在安全隐患。
3、专利cn112128607a公开了一种低损耗液氢一体储罐，储罐内设液氢泵，系统还包括放液管路、放气管路和气化回路等，然而当罐内监测数据高于设定排放参数上限值时，通过放气管路进行排放降压，存在液氢损耗；同时，液氢泵设于罐内，泵工作过程不可避免地产生热量，加剧储罐内液氢的蒸发损耗。
4、专利cn114704765a公开了一种基于低温制冷机的氢气液化和蒸发气再冷凝系统，包括氢气瓶、预冷模块、液化模块和液氢储罐，该系统可使氢气蒸发气再冷凝，实现液氢的零蒸发储存。但系统中多模块的引入，可能导致占地偏大，且可能由于液氢储罐蒸发量的波动造成模块运行不稳定。
5、专利cn204300678u公开了一种基于仲氢转化的液氢无损储存装置，可在催化剂作用下，将储罐内部分仲氢液体转化为相应平衡浓度下的正氢，吸收环境漏热，减少液氢储存的蒸发损失。一般为实现液氢的稳定存储，需要将正氢转化成仲氢(转化过程系统放热)，仲氢含量(体积分数)不
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的液氢储罐汽化放空过程导致的氢质量损耗的技术问题，本专利技术提供了一种基于主动制冷的零排放液氢存储系统。
2、本专利技术提供的基于主动制冷的零排放液氢存储系统包括液氢储罐、低温制冷机、液氢潜液泵、喷淋盘管；所述液氢潜液泵安装于液氢储罐外部，放置于泵池中，所述低温制冷机入、出口分别与液氢储罐底部出口和液氢潜液泵入口相连接，所述液氢潜液泵出口与安装于所述液氢储罐顶部的所述喷淋盘管入口相连接。
3、所述液氢储罐用于以真空绝热方式储存低温液氢；所述低温制冷机提供液氢循环的冷量；所述液氢潜液泵用于将循环的液氢由储罐底部输送至储罐顶部空间的喷淋盘管；所述喷淋盘管用于将循环的液氢喷入罐内气相空间，通过降低罐内温度进而降低储罐内压力，实现液氢零排放存储；所述压力检测装置用于检测液氢储罐内压力；所述温度检测装置用于检测液氢储罐内温度。
4、作为改进的方案，所述低温制冷机用于提供冷量，选用在20k温区有一定制冷量的产品，包括但不限于逆布雷顿式(rtbc)制冷机和分离式(斯特林、脉管、g-m等)制冷机。
5、作为进一步改进的方案，所述喷淋盘管安装于所述液氢储罐顶部气相空间，采用单圈环形管路，环形管路可结合储罐型式设置成矩形(用于卧式液氢储罐)或者圆形(用于液氢球罐或者圆柱形液氢储罐)，环形管路入口与输送管路连接。环形管路在管道下部两侧开设喷淋圆孔，以形成良好的喷淋效果。
6、作为更进一步改进的方案，在所述液氢储罐的顶部设置压力检测装置和温度检测装置，所述压力检测装置用于检测液氢储罐内压力，所述温度检测装置用于检测液氢储罐内温度。
7、作为更进一步改进的方案，在所述液氢储罐底部与低温制冷机连接管道上设可远程操作的切断阀，在低温制冷机组出口与喷淋盘管连接管道上设置可远程操作的切断阀。
8、本专利技术的工作原理为：当储罐上的温度/压力检测装置检测到储罐内温度/压力升高，超过系统设定上限值(此设定值应低于液氢储罐安全泄放装置的泄放定压值)时，低温制冷机入口阀门、液氢潜液泵出口阀门开启，启动低温制冷机和液氢潜液泵，液氢从储罐底部进入低温制冷机，获得冷量，再经由液氢潜液泵进入储罐顶部的喷淋盘管，液氢通过喷淋盘管上的喷淋孔对罐内实施喷淋，降低罐内温度，从而降低罐内压力，避免罐内超压导致安全泄放装置动作而排放造成的损失；当储罐上的温度/压力检测装置检测到储罐内温度/压力降低至系统设定下限值时，低温制冷机入口阀门、液氢潜液泵出口阀门关闭，低温制冷机和液氢潜液泵停止运行，罐内喷淋停止。
9、本专利技术具有如下有益效果：
10、1)通过主动制冷技术，解决液氢储存中因热漏损导致储罐超压气化放空造成的质量损耗问题，将液氢储罐的压力、温度控制在安全范围内，保障液氢的安全存储，实现液氢储存的零排放；
11、2)本系统可通过合理设置联锁值和联锁动作，实现自动喷淋动作，减少人员干预，提高系统本质安全水平；
12、3)本系统的低温制冷机、喷淋盘管可结合液氢储罐的规模和型式选用，具有较强的适应性和广泛的应用前景。
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1.一种基于主动制冷的零排放液氢存储系统，其特征在于：该系统包括液氢储罐、低温制冷机、液氢潜液泵、喷淋盘管；所述液氢潜液泵安装于液氢储罐外部，放置于泵池中，所述低温制冷机入、出口分别与液氢储罐底部出口和液氢潜液泵入口相连接，所述液氢潜液泵出口与安装于所述液氢储罐顶部的所述喷淋盘管入口相连接。
2.根据权利要求1所述的基于主动制冷的零排放液氢存储系统，其特征在于：所述低温制冷机包括但不限于逆布雷顿式制冷机和分离式制冷机。
3.根据权利要求1所述的基于主动制冷的零排放液氢存储系统，其特征在于：所述喷淋盘管安装于所述液氢储罐顶部气相空间，采用单圈环形管路，环形管路结合储罐型式设置成矩形或者圆形，环形管路入口与输送管路连接，环形管路在管道下部两侧开设喷淋圆孔。
4.根据权利要求1所述的基于主动制冷的零排放液氢存储系统，其特征在于：在所述液氢储罐的顶部设置压力检测装置和温度检测装置。
5.根据权利要求1所述的基于主动制冷的零排放液氢存储系统，其特征在于：在所述液氢储罐底部与低温制冷机连接管道上设可远程操作的切断阀，在低温制冷机组出口与喷淋盘管
...【技术特征摘要】
1.一种基于主动制冷的零排放液氢存储系统，其特征在于：该系统包括液氢储罐、低温制冷机、液氢潜液泵、喷淋盘管；所述液氢潜液泵安装于液氢储罐外部，放置于泵池中，所述低温制冷机入、出口分别与液氢储罐底部出口和液氢潜液泵入口相连接，所述液氢潜液泵出口与安装于所述液氢储罐顶部的所述喷淋盘管入口相连接。
2.根据权利要求1所述的基于主动制冷的零排放液氢存储系统，其特征在于：所述低温制冷机包括但不限于逆布雷顿式制冷机和分离式制冷机。
3.根据权利要求1所述的基于主动制冷的零排放液氢存储系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴文，陈泷，缪平，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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