[發(fā)明專利]一種液氫加氫站冷量回收利用系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110905586.6
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113531388B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳麗娟;吳思錄;唐倫江;代豐
• 申請（專利權(quán)）人: 液空厚普氫能源裝備有限公司
• 主分類號: F17C5/02
• 分類號: F17C5/02;F17C7/04;F17D1/08;F17D3/01
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

本發(fā)明公開了一種液氫加氫站冷量回收利用系統(tǒng)及方法，包括液氫增壓輸入管線、空溫式氣化器、儲氫組件和輸出端；所述液氫增壓輸入管線與空溫式氣化器連接，所述空溫式氣化器與儲氫組件連接，所述儲氫組件與輸出端連接；所述液氫增壓輸入管線和空溫式氣化器之間并聯(lián)設(shè)置有換熱管線；所述換熱管線和輸出端之間設(shè)置有回收利用管線；本方法先讓液氫與冷媒進(jìn)行換熱，使得冷媒溫度降低，吸收液氫冷量的冷媒進(jìn)入到冷凍水機(jī)組水箱中換熱盤管對水箱中的載冷劑進(jìn)行冷卻降溫，冷媒溫度升高后通過循環(huán)泵回到換熱器再與液氫進(jìn)行換熱；被冷卻的載冷劑通過外循環(huán)泵增壓后通過換熱器對加注氫氣進(jìn)行預(yù)冷降溫，載冷劑吸收氫氣熱量溫度升高后回到水箱再進(jìn)行冷卻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液氫加注站技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液氫加氫站冷量回收利用系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著氫燃料電池汽車的逐漸興起與規(guī)模化應(yīng)用，作為氫燃料電池汽車的配套設(shè)施，加氫站的建設(shè)目前也在加速進(jìn)行，由于今后很多加氫站的單站日加氫量將會遠(yuǎn)超1000kg，這就意味著液氫加氫站會在未來氫能產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)非常重要的位置。

液氫加氫站一般由液氫儲罐、高效液氫增壓泵、高壓液氫氣化器、氫氣存儲容器(儲罐或瓶組，以下同)、以及加氫機(jī)和控制系統(tǒng)等關(guān)鍵模塊組成。目前的液氫加注通常是先對液體進(jìn)行增壓，然后在高壓汽化器里讓它吸收環(huán)境空氣中的熱量自然汽化后，隨即氫氣進(jìn)入儲氫容器進(jìn)行儲存或直接對下游的氫燃料電池汽車進(jìn)行加氫。

對于常規(guī)液氫加氫站的液氫冷量回收利用而言，目前通常的做法是：

1.國外如某國際氣體公司采用的工藝是將液氫增壓泵出口45MPa的液氫與氣態(tài)儲氫容器出來的氣氫進(jìn)行混配達(dá)到對加注氫氣進(jìn)行預(yù)冷的目的，

2.直接配套加注過程預(yù)冷需要制冷量的冷凍機(jī)，通過冷凍機(jī)進(jìn)行制冷。

但是上述2種做法均存在缺陷：

第1種做法，由于燃料電池車加注過程一般在幾分鐘內(nèi)完成，加注為壓差變化、流量波動較大的過程，采用液氫進(jìn)行混配存在液氫調(diào)節(jié)滯后、失調(diào)的風(fēng)險，易造成下游的冷脆安全風(fēng)險，因此需要配置冷脆保護(hù)系統(tǒng)；站內(nèi)有幾桿槍需要同時加氫，則需要有幾套前述的系統(tǒng)，配置比較繁冗；同時，目前較成熟的液氫增壓泵一般增壓最高壓力小于50MPa，因此對于70MPa加氫機(jī)的氫氣加注，液氫的壓力不夠，無法實現(xiàn)與氣氫的混配。第2種做法，通過冷凍機(jī)直接進(jìn)行制冷能耗高，液氫低溫冷量得不到利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對上述不足之處提供一種液氫加氫站冷量回收利用系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，對于液氫冷量回收時設(shè)備復(fù)雜，且回收的冷量無法有效利用的問題。

本方案是這樣進(jìn)行實現(xiàn)的：

一種液氫加氫站冷量回收利用系統(tǒng)，包括液氫增壓輸入管線、空溫式氣化器、儲氫組件和輸出端；所述液氫增壓輸入管線與空溫式氣化器連接，所述空溫式氣化器與儲氫組件連接，所述儲氫組件與輸出端連接；其特征在于：所述液氫增壓輸入管線和空溫式氣化器之間并聯(lián)設(shè)置有換熱管線；所述換熱管線和輸出端之間設(shè)置有回收利用管線。

基于上述一種液氫加氫站冷量回收利用系統(tǒng)，所述液氫增壓輸入管線包括液氫儲罐和液氫增壓泵，液氫增壓泵設(shè)置在液氫儲罐之后，液氫增壓泵與空溫式氣化器之間設(shè)置有旁路管線，所述旁路管線和換熱管線并聯(lián)設(shè)置；所述旁路管線上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。

基于上述一種液氫加氫站冷量回收利用系統(tǒng)，所述換熱管線包括入口切斷閥和換熱組件，所述入口切斷閥和換熱組件依次設(shè)置在換熱管線上。

基于上述一種液氫加氫站冷量回收利用系統(tǒng)，所述換熱組件包括換熱器本體、冷媒上水管道、冷媒回水管道、冷媒循環(huán)泵、冷媒換熱盤管和回收腔；所述冷媒上水管道和冷媒回水管道分別與換熱器本體連通，所述冷媒循環(huán)泵設(shè)置在冷媒上水管道中，所述冷媒換熱盤管分別與冷媒上水管道、冷媒回水管道連接，冷媒換熱盤管設(shè)置于回收腔中。