[發(fā)明專利]一種快速加氫高壓氣源溫度調(diào)節(jié)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711126411.5
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN109780891A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇嘉南;安剛;張震
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所
• 主分類號: F28D7/04
• 分類號: F28D7/04;F28F27/02;F25D3/10;F24H1/20;F17C13/00
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本發(fā)明是一種快速加氫高壓氣源溫度調(diào)節(jié)裝置，具有對高壓氫氣降溫和加熱的功能，可在高低溫工況通用的70MPa高壓盤管式換熱器，避免了不同工況下切換換熱器的麻煩，本發(fā)明適用于加氫站出口70MPa高壓氫氣換熱。主要由儲液容器、補(bǔ)液容器、換熱盤管、加熱裝置、加注結(jié)構(gòu)、排液結(jié)構(gòu)、傳感器及連通結(jié)構(gòu)組成。高溫工況下采用循環(huán)水和加熱器組合的方式實(shí)現(xiàn)，氫氣進(jìn)出口和水箱下部設(shè)置溫度傳感器，根據(jù)信號判斷何時(shí)打開或者關(guān)閉閥門以及電加熱器；低溫工況下采用液氮換熱的方式實(shí)現(xiàn)，液氮補(bǔ)加采用擠壓方式進(jìn)行補(bǔ)液，根據(jù)溫度傳感器信號判斷何時(shí)打開或者關(guān)閉閥門。本發(fā)明傳熱效率高，可靠性高，結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性好，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于換熱技術(shù)領(lǐng)域，涉及到氣源溫度調(diào)節(jié)裝置，是一種高低溫工況通用的快速加氫高壓氣源溫度調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)

氣源溫度調(diào)節(jié)裝置是一種輕工行業(yè)的通用設(shè)備，為換熱器的一種，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體，使流體溫度達(dá)到要求的熱量交換設(shè)備，是化工，石油，動力，食品及其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要地位。在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用更加廣泛。

換熱器種類很多，但根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類即：間壁式、混合式和蓄熱式。在三類換熱器中，間壁式換熱器應(yīng)用最多。

盤管式熱交換器就屬于間壁式換熱器的一種，其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單，能承受高壓，可適用于加氫站70MPa高壓工況，應(yīng)用亦方便(可根據(jù)需要更改管段數(shù)目)。特別是由于盤管式換熱器同時(shí)具備傳熱系數(shù)大，傳熱推動力大及能夠承受高壓強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在加氫站的70MPa高壓工況中得到了廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是基于熱交換原理，進(jìn)行高低溫工況下?lián)Q熱的高壓換熱裝置。具有對高壓氫氣降溫和加熱的功能。降溫采用液氮換熱的方式；加熱采用電加熱器和循環(huán)水組合的方式。換熱器管內(nèi)流動高壓氫氣，管外為換熱介質(zhì)。本裝置由儲液容器、補(bǔ)液容器、換熱盤管、加熱裝置、加注結(jié)構(gòu)、排液結(jié)構(gòu)、傳感器及連通結(jié)構(gòu)組成。所述儲液容器為通過發(fā)泡保溫材料絕熱處理后的鋼材真空儲罐；所述補(bǔ)液容器為通過發(fā)泡保溫材料絕熱處理后的小型鋼材真空儲罐；所述加注結(jié)構(gòu)已在加注口設(shè)置有氣控低溫閥；所述換熱盤管為316I不銹鋼蛇形盤管，適用于70MPa高壓氫氣；

所述氣源溫度調(diào)節(jié)裝置試用工況分為高溫與低溫工況。

所述一種快速加氫高壓氣源溫度調(diào)節(jié)裝置工作技術(shù)指標(biāo)為1)、調(diào)節(jié)對象介質(zhì)：氫氣；2)、氫氣進(jìn)口溫度：-10℃～40℃；3)、氫氣出口溫度：要求調(diào)節(jié)系統(tǒng)出口氫氣溫度低溫工況≤-45℃，高溫工況20±5℃。控制精度±5℃；4)、低溫工況換熱介質(zhì)：液氮5)、高溫工況換熱介質(zhì)：自來水(水溫隨季節(jié)變化)6)、氫氣壓力：95MPa；

一種通用于高低溫工況的加氫站用70MPa快速加氫高壓氣源溫度調(diào)節(jié)裝置，適用于70MPa高壓氫氣換熱，具有對高壓氫氣降溫和加熱的功能。降溫采用液氮換熱的方式；加熱采用電加熱器和循環(huán)水組合的方式。換熱器管內(nèi)流動高壓氫氣，管外為換熱介質(zhì)。

通過該快速加氫高壓氣源溫度調(diào)節(jié)裝置，在高溫工況和低溫工況下均可完成對高壓氫氣降溫和加熱的工作。避免了不同工況下更換換熱器的麻煩。本發(fā)明傳熱效率高，可靠性高，結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性好，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的氫氣溫度調(diào)節(jié)裝置示意圖

圖中：1儲液容器、2補(bǔ)液容器、3換熱盤管、4加熱裝置、5加注結(jié)構(gòu)、6排液結(jié)構(gòu)、7傳感器及8連通結(jié)構(gòu)

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施案例1：以下結(jié)合附圖1，對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

本發(fā)明噪聲發(fā)電裝置主要由儲液容器(1)、補(bǔ)液容器(2)、換熱盤管(3)、加熱裝置(4)、加注結(jié)構(gòu)(5)、排液結(jié)構(gòu)(6)、傳感器(7)及連通結(jié)構(gòu)(8)組成。