[實用新型]一種用于氫液化系統(tǒng)的安全保護裝置

有效

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• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN217464068U
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 楊澤萌;何為;李鵬;盧新發(fā);王朔;王一平;韓曉萌
• 申請（專利權）人: 北京首鋼國際工程技術有限公司
• 主分類號: F17C9/02
• 分類號: F17C9/02;F17C13/00;F17C13/12;F17D1/08;F23G7/06
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

一種用于氫液化系統(tǒng)的安全保護裝置，屬于氫液化技術領域，包括液氫儲罐(1)、液氫排放出口管道(2)、專用快接頭(3)、不合格液氫截止閥(4)、不合格液氫管道(5)、第一事故汽化器前端截止閥(6)、第二事故汽化器前端截止閥(7)、第一事故汽化器(8)、第二事故汽化器(9)、第一事故汽化器后端截止閥(10)、第二事故汽化器后端截止閥(11)、事故汽化器出口管道(12)、事故加熱器(13)、事故加熱器出口管道(14)以及火炬系統(tǒng)(15)等組件。優(yōu)點在于，能夠確保氫氣液化系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，既可將系統(tǒng)中純度不合格的液氫組分與液氫儲罐本體超壓放散的氣液混合組分進行收集、氣化、焚燒處理；又能保障事故狀態(tài)下，將大量液氫快速氣化并送至火炬系統(tǒng)進行安全焚燒、排放等。

技術領域

本實用新型屬于氫液化技術領域，特別涉及一種用于氫液化系統(tǒng)的安全保護裝置，適用于純度不合格的液氫組分、液氫儲罐放散口氣液混合組分及氫液化系統(tǒng)事故狀態(tài)下的安全排放。

背景技術

氫能產業(yè)發(fā)展成為我國工業(yè)發(fā)展的熱點，氫能正處于大力發(fā)展的關鍵時期。氫能被視為21世紀最具潛力的二次能源。我國在氫能全生命周期商業(yè)化應用中諸如制取、儲運、應用等各環(huán)節(jié)還不夠成熟，而氫液化方式儲運是其中的瓶頸環(huán)節(jié)。

氫氣壓縮機出口的產品氫氣以氦循環(huán)及氫循環(huán)方式實現(xiàn)氫液化過程。氦循環(huán)主要采用閉路氦制冷提供液化氫氣的制冷量。氫循環(huán)以氫氣進入冷箱，通過與返流的冷氮氣及冷氦氣換熱，冷卻至80K后，再通過節(jié)流膨脹液化，過冷液氫從冷箱輸送到液氫貯罐。在氫液化裝置運行時，液氫純度可能存在未達標情況，此部分液體需進行安全排放；在液氫儲罐本體超壓時，需要排放設備內積存的大量氣液混合組分；液氫系統(tǒng)在事故狀態(tài)下，同樣需要將大量液氫進行安全排放，保障系統(tǒng)及人身財產安全。低溫液氫絕對溫度約-253℃，其氫含量約 99.9999％。由于低溫液氫溫度極低，且有易燃易爆等危險屬性。若不能妥善處理，勢必對排放源附近設備、土建基礎和周邊環(huán)境、人員帶來極大危害。

對于上述問題，若采用直接現(xiàn)場對空排放，低溫液氫與氫氣會發(fā)生聚集，由于其比空氣比重大，設備需要極大的布置空間以保證安全；目前，國家暫時也無相關強制性或推薦性規(guī)范允許液氫直接排放。若液氫系統(tǒng)發(fā)生火災等事故，低溫液氫在環(huán)境溫度下將迅速氣化，氫氣濃度會在事故范圍內發(fā)生團聚，此時遇到明火后極易發(fā)生爆炸事件，危害極其嚴重。因此，氫液化系統(tǒng)急需一種安全、經濟的液氫排放處理裝置與措施。

發(fā)明內容

本實用新型的目的在于提供一種用于氫液化系統(tǒng)的安全保護裝置，既可以在氫液化裝置運行時，將系統(tǒng)中純度不合格的液氫組分與液氫儲罐本體超壓放散的氣液混合組分進行收集、氣化處理；還能保障液氫系統(tǒng)在事故狀態(tài)下，將大量液氫快速氣化并送至火炬裝置進行安全焚燒、排放；保證了液氫系統(tǒng)區(qū)域及外部環(huán)境不受影響，解決了氫液化過程中的安全隱患，從而保障整體系統(tǒng)運行的安全性，滿足生產需求。

本實用新型主要包括包括液氫儲罐1、液氫排放出口管道2、專用快接頭3、不合格液氫截止閥4、不合格液氫管道5、第一事故汽化器前端截止閥6、第二事故汽化器前端截止閥7、第一事故汽化器8、第二事故汽化器9、第一事故汽化器后端截止閥10、第二事故汽化器后端截止閥11、事故汽化器出口管道12、事故加熱器13、事故加熱器出口管道14以及火炬系統(tǒng)15等組件。

液氫儲罐1的排放口c與液氫排放出口管道2連接；液氫儲罐1的產品純度不合格出口b與專用快接頭3、不合格液氫截止閥4、不合格液氫管道5依次連接；所述液氫排放出口管道2與不合格液氫管道5合并后，分兩路分別與第一事故汽化器前端截止閥6、第二事故汽化器前端截止閥7連接；第一事故汽化器前端截止閥6、第二事故汽化器前端截止閥7分別與第一事故汽化器8、第二事故汽化器9連接，之后分別與第一事故汽化器后端截止閥10、第二事故汽化器后端截止閥11連接；所述第一事故汽化器后端截止閥10、第二事故汽化器后端截止閥11經事故汽化器出口管道12合并后，與事故加熱器13連接；最終，事故加熱器13通過事故加熱器出口管道14與火炬系統(tǒng)15連接。