[發明專利]用于控制氫罐中的壓力的方法和裝置

有效

• 申請號: 201310325011.2
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103574287A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: H·巴特勒米
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F17C13/02
• 分類號: F17C13/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

技術領域

本發明涉及一種用于控制氫罐中的壓力的方法和裝置。

本發明具體涉及一種用于控制氫罐中的壓力以便消除氫罐由于氫而變脆/脆化和破裂的風險的方法和裝置。

本發明更具體地涉及一種用于控制可運輸的低溫罐、特別是被安裝在能夠通過卡車被移動的可運輸平臺上的罐中的壓力的方法，該罐由鋼制成并容納有加壓的液態氫。

背景技術

氫氣可以使處于某一溫度范圍內的受壓材料變脆（參見例如由Barthelemy,H.和Pressouyre,G.M.撰寫的文章“Hydrogen?gas?embrittlement?of?steels”，Synthesis?of?the?CEC?hydrogen?energy?program?(1975-1983)），更具體地使不銹鋼脆化（參見由Barthelemy,H.撰寫的文章“Hydrogen?gas?embrittlement?of?some?austenitic?stainless?steels（一些奧氏體不銹鋼的氫致脆化）”，Hydrogen?and?Materials（氫與材料），北京，5月9-13日，1988）。

特別地，許多不銹鋼被氫弱化。

液態氫通常在（真空隔離的）低溫罐中被運輸。這些低溫罐例如被安裝在半掛車上。這種罐通常由不銹鋼制成。因此，為了消除罐的鋼脆化的風險，優選使用較不容易脆化的鋼（例如316L不銹鋼）。

另一解決方案在于使用其它構成材料生產罐，例如304L鋼或304N鋼。盡管這些解決方案得到較輕和/或較便宜的罐，但是它們不可接受，因為相應半掛車的罐的操作條件意味著存在罐由于氫而變脆和破裂的風險（參見上面引用的第二篇文章）。

另外，當氫罐被排空時，由于液態氫的液位下降，罐中的壓力趨于增加。

發明內容

本發明的一個目的是克服現有技術的所有或一些上述缺點。

為此，根據本發明、以及根據在上述前序部分給出的本發明的一般定義的方法的主要特征在于，所述方法包括下列中的至少一者：持續地或周期性地測量罐中的溫度和持續地或周期性地測量罐中液體的液位，并且當測得的溫度超過一介于-140℃和-160℃之間的設定的上限溫度閾值時，和分別地當罐中的液位下降至低于一設定的液位閾值時，將罐中的壓力限制為一低于或等于一介于1.5bar和3bar之間的設定的壓力閾值（Pmax）的值。

另外，本發明的實施例可包括下列特征中的一個或多個：

-設定的液位閾值介于罐中的最大液位的3%和15%之間；

-所述方法包括持續地或周期性地測量罐中的溫度和持續地或周期性地測量罐中液體的液位，并且當測得的溫度超出一介于-140℃和-160℃之間的設定的上限溫度閾值且罐中的液位下降至低于一設定的液位閾值時，將罐中的壓力限制為一低于或等于一介于1.5bar和3bar之間的設定的壓力閾值的值；

-在將液體從罐輸送至一個或多個儲罐之后自動地將罐中的壓力限制為一低于或等于所述設定的壓力閾值的值；

-所述設定的壓力閾值等于2bar；

-所述上限溫度閾值等于-150℃；和/或

-所述罐由下列鋼中的至少一種制成：321、204、302、304和304L鋼或者諸如204N、302N和304N鋼的氮穩定鋼（nitrogen-stabilized?steel）。

本發明還可涉及一種用于輸送液態氫的裝置，其包括被安裝在能夠通過卡車被移動的可運輸平臺上的罐，所述罐由鋼制成并容納有加壓的液態氫，所述罐包括一位于罐的上部中的溫度傳感器，一壓力傳感器，一用于選擇性地向罐外部排放氣體的構件，以及一連接至溫度傳感器、壓力傳感器和用于選擇性地排放氣體的構件的電子控制系統，所述電子控制系統配置成一旦測得的溫度超過一介于-140℃和-160℃之間的設定的上限溫度閾值就自動地向罐外部排放氣體，并將罐中的壓力限制為一介于1.5bar和3bar之間的設定的壓力閾值。

根據其它可能的特征：

-所述選擇性地排放氣體的構件包括下列構件中的至少一者：溢流系統，閥；

-所述罐包括位于罐中的液位傳感器，所述液位傳感器連接至所述電子控制系統；和/或

-所述罐由下列鋼中的至少一種制成：321、204、302、304和304L鋼或者諸如204N、302N和304N鋼的氮穩定鋼。

本發明還可涉及包括上述或以下特征的任意組合的任何替代裝置或方法。

附圖說明