[發(fā)明專利]一種儲(chǔ)氫裝置、氫氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)及加氫、放氫方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110243755.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN113090937A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔亞軍;張莉;陳維思;何學(xué)坤;王吉峰;趙小航;彭琳;何曉昶;李建;周超強(qiáng);許丹;戈丹妮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國(guó)昆侖工程有限公司
• 主分類號(hào): F17C11/00
• 分類號(hào): F17C11/00;F17C5/00;F17C7/00;F17C13/00
• 代理公司: 北京思格頌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11635
• 代理人: 楊超;呂露

1.一種儲(chǔ)氫裝置，其特征在于，包括儲(chǔ)氫罐、電控系統(tǒng)，所述儲(chǔ)氫罐包括罐體，以及設(shè)置于罐體中的至少一個(gè)儲(chǔ)氫模塊，所述儲(chǔ)氫模塊包括儲(chǔ)氫管、設(shè)置于所述儲(chǔ)氫管中的電加熱密閉套管、與電加熱密閉套管連接的電加熱器、放置于所述儲(chǔ)氫管內(nèi)的儲(chǔ)氫介質(zhì)，其中：

所述罐體設(shè)置有氫氣出口和氫氣入口；

所述儲(chǔ)氫管，與所述氫氣入口連通，用于儲(chǔ)存通過所述氫氣入口輸入的氫氣與儲(chǔ)氫介質(zhì)反應(yīng)得到的金屬氫化物，還用于將金屬氫化物加熱后得到的氫氣釋放到氫氣出口；

所述電加熱器，用于當(dāng)需要輸出氫氣時(shí)，通過所述電加熱密閉套管對(duì)儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)氫管內(nèi)的金屬氫化物進(jìn)行加熱，使所述金屬氫化物轉(zhuǎn)化為氫氣并通過所述氫氣出口輸出；

電控系統(tǒng)，與所述電加熱器連接，用于控制電加熱器的工作。

2.如權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)氫裝置，其特征在于，所述罐體包括通過兩個(gè)分隔擋板分隔開的氫氣區(qū)、取熱區(qū)和電加熱檢修區(qū)；

所述氫氣區(qū)設(shè)置所述氫氣出口和氫氣入口；

所述取熱區(qū)設(shè)置所述儲(chǔ)氫管，所述儲(chǔ)氫管開口端位于所述氫氣區(qū)，以便通過氫氣入口輸入的氫氣區(qū)中的氫氣進(jìn)入儲(chǔ)氫管，或儲(chǔ)氫管中的氫氣進(jìn)入氫氣區(qū)通過氫氣出口輸出，所述儲(chǔ)氫管封閉端位于所述電加熱檢修區(qū)；

所述電加熱檢修區(qū)設(shè)置有所述電控系統(tǒng)和電加熱器，所述電加熱密閉套管與電加熱器的連接位置位于所述電加熱檢修區(qū)。

3.如權(quán)利要求2所述的儲(chǔ)氫裝置，其特征在于，所述罐體還包括：

設(shè)置在所述取熱區(qū)的進(jìn)水口和水蒸氣出口，分別作為冷水進(jìn)入取熱區(qū)的入口和所述冷水氣化為水蒸氣后的出口；所述水蒸氣為所述冷水進(jìn)入取熱區(qū)后吸收氫氣與儲(chǔ)氫介質(zhì)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的熱量后氣化得到。

4.如權(quán)利要求2所述的儲(chǔ)氫裝置，其特征在于，還包括：設(shè)置在所述罐體上且位于氫氣區(qū)和取熱區(qū)的安全閥，用于當(dāng)罐體內(nèi)部氫氣壓力或者水蒸氣壓力超出設(shè)計(jì)壓力時(shí)，泄放部分氫氣或水蒸氣以降低罐體內(nèi)部氫氣壓力或者水蒸氣壓力。

5.如權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)氫裝置，其特征在于，所述電控系統(tǒng)包括調(diào)頻器、控制器、配電箱，所述配電箱與調(diào)頻器連接，調(diào)頻器一端與控制器連接，另一端與電加熱器連接，用于在控制器控制下調(diào)節(jié)電加熱器功率，使儲(chǔ)氫管溫度控制在預(yù)設(shè)放氫溫度范圍。

6.如權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)氫裝置，其特征在于，還包括溫度控制系統(tǒng)；

所述溫度控制系統(tǒng)包括安裝于每個(gè)儲(chǔ)氫管上的遠(yuǎn)傳溫度表，所述遠(yuǎn)傳溫度表用于檢測(cè)儲(chǔ)氫管中的溫度。

7.如權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)氫裝置，其特征在于，還包括壓力控制系統(tǒng)，用于將儲(chǔ)氫罐壓力控制在設(shè)定范圍內(nèi)。

8.如權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)氫裝置，其特征在于，還包括：

出口過濾器，設(shè)置在外部氫氣輸出管道和所述氫氣出口之間，用于過濾從罐體中輸出的氫氣中的粉塵；和/或

入口過濾器，設(shè)置在外部氫氣輸入管道和所述氫氣入口之間，用于過濾輸入罐體中的氫氣中的雜質(zhì)。

9.一種氫氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任一所述的儲(chǔ)氫裝置和增壓預(yù)熱能量回收單元，增壓預(yù)熱能量回收單元包括壓縮機(jī)、預(yù)熱器、汽包系統(tǒng)，其中：

壓縮機(jī)，分別與外部氫氣輸入管道、所述預(yù)熱器連接，用于使輸入的氫氣壓縮至預(yù)設(shè)壓強(qiáng)后進(jìn)入到預(yù)熱器；

預(yù)熱器，分別與所述壓縮機(jī)、罐體連接，用于將壓縮后的氫氣加熱到預(yù)設(shè)溫度并使氫氣進(jìn)入到罐體的氫氣入口；

汽包系統(tǒng)，與罐體連接，用于回收加氫過程中儲(chǔ)氫介質(zhì)與氫氣反應(yīng)放出的熱量加熱冷水產(chǎn)生的水蒸氣，并向罐體補(bǔ)充冷水。

10.如權(quán)利要求9所述的一種氫氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：設(shè)置在所述汽包系統(tǒng)中的安全閥，用于釋放汽包系統(tǒng)超過設(shè)定壓力閾值的壓力。

11.如權(quán)利要求9所述的一種氫氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：設(shè)置在所述汽包系統(tǒng)中的除氧水補(bǔ)給線，用于補(bǔ)充因氣化而損失的水。