[发明专利]一种采用模块化柔性设计的加氢站

说明书

本发明提供了一种采用模块化柔性设计的加氢站，包括多个子系统模块、氢气管路和电线/控制管路，所述子系统模块的每一个分别封装在标准化模块箱体中，所述子系统模块之间通过所述氢气管路和电线/控制管路连接。本发明还提供了该加氢站的设计方法和施工方法。本发明使得子系统间的气、电、控制管路设计和布局简单化模块化，使得加氢站的设计和施工简化并标准化。

技术领域

本发明涉及一种柔性加氢站的设计方法，以及采用该方法设计的加氢站，属于新能源技术领域。

背景技术

我国的加氢站建设严重滞后于氢燃料汽车的发展，有较大的发展空间。截至2016年为止，中国加氢站有4座，分别位于北京、上海、郑州、深圳四地，主要为燃料电池实验车辆、城市燃料电池公共示范汽车提供加注服务。由于氢燃料电池汽车尚未普及和保有量几乎为零的原因，现有加氢站尚未实现商业化运营，运营时间相对长的是北京和上海安亭加氢站。

目前国内外现有的加氢站及加氢站设计中，缺乏实现加氢站大规模定制的有效的先进设计方法，加氢站建设仍处于初期发展的阶段，无法避免建设周期长、成本高、子系统模块划分不明确、安装和拆卸不方便，可靠性低，故障诊断和维修速度慢等缺点。随着氢能燃料电池汽车的普及，加氢站及其站点网络需要达到类似加油站分布网络以增加氢能燃料电池汽车的续航和覆盖能力，并提供高可靠性的服务。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种利用加氢站子系统的模块化柔性集成方法，加快加氢站的设计建设周期，降低建设成本，提高加氢可靠性，并提高故障诊断和维修速度。

本发明通过以下技术方案实现。

本发明的一个方面提供了一种加氢站，包括多个子系统模块、氢气管路和电线/控制管路，其中所述子系统模块的每一个分别封装在标准化模块箱体中，所述子系统模块之间通过所述氢气管路和电线/控制管路连接。

优选地，所述子系统模块包括制氢模块、压缩模块、储氢模块、制冷模块、控制模块和加注模块。

优选地，所述制氢模块包括碱式电解池或质子交换膜电解池。

优选地，所述压缩模块使用分级式氢气压缩机将氢气压缩。

优选地，所述制冷模块中的制冷系统能够对压缩过程进行冷却，并连接至储氢模块中的分级式高压储氢气罐储氢。

优选地，所述制冷模块结合控制模块，实时提供制氢储氢加氢的动态信息，使氢气压缩机功率达到最优。

优选地，所述子系统模块之间的氢气管路和电线/控制管路连接为柔性连接。

优选地，所述氢气管路和电线/控制管路可伸缩并旋转。

本发明的另一方面提供一种加氢站设计方法，包括如下步骤：

将所述加氢站划分为多个子系统；

将所述多个子系统分别封装为子系统模块；

将所述子系统模块通过氢气管路和电线/控制管路连接。

本发明的另一方面提供了一种加氢站施工方法，所述加氢站包括多个子系统模块、氢气管路和电线/控制管路，所述施工方法包括如下步骤：

根据设计吞吐量选择所述子系统模块；

根据所述加氢站的限制条件调整所述子系统模块的位置；

使用所述氢气管路和电线/控制管路将所述子系统模块连接。