[发明专利]一种液氢储供故障诊断试验系统及试验方法

说明书

本发明涉及液氢储供技术领域，具体涉及一种液氢储供故障诊断试验系统及试验方法。一种液氢储供故障诊断试验系统包括液氢主供应管路、液氢储罐故障试验管路、空温式汽化器故障试验管路、水浴式复热器故障试验管路以及缓冲罐故障试验管路；本系统能够为研究液氢储供过程中的不同故障模式提供基础试验平台，从而得到正常工况和故障模式下的准确的参数变化和数据样本，以便于全面系统地记录各种故障模式。本发明还提供了一种应用上述试验系统的试验方法，具体步骤包括正常工况试验；液氢储罐故障试验；空温式汽化器故障试验；水浴式复热器故障试验及缓冲罐故障试验，从而具体化、便捷化和高效化的完成整套液氢储供故障诊断试验流程。

技术领域

本发明涉及液氢储供技术领域，具体涉及一种液氢储供故障诊断试验系统及试验方法。

背景技术

近年来，氢能作为绿色高效、来源广泛的清洁能源得到广泛关注和大力发展。目前，氢能及其相关技术记录主要针对新能源汽车领域。氢作为燃料存储时主要分为高压气态储氢、液态储氢和金属氢化物储氢。其中，液态储氢方式具有储氢密度高、安全性较好的优点，但也存在制取成本高和漏热的问题。综合现阶段技术水平和发展前景来讲，液态储氢方式适合深入记录和规模化应用。

液氢储供系统指从存储单元至反应单元前的应用系统，系统中布置低温储罐、汽化器、缓冲罐、阀门、仪表及安全附件等，这使得通过管路连接各部件时会产生一定数量的活性接头，而接头最为容易发生泄漏。泄露发生在系统上游时，液氢未完全汽化，既要记录泄漏孔的位置对系统的影响，还应考虑泄漏孔大小对介质压力、流量等系统参数的影响，并同时还需考虑试验装置承受过冷介质的能力。传统记录泄漏孔大小时，需更换多个不同孔尺寸试件进行对比试验，在泄露位置较多的系统中这一方法十分繁琐。此外，系统中各部件主要作用不同，低温储罐用于储存和供应液氢，汽化器用于液氢汽化和提高氢气温度，缓冲罐用于减小氢气压力波动，而通常情况下液氢和低温气体流量又难以测量且成本很高，这在进行上述系统的故障诊断时，传统做法普遍具有故障模式记录不全面、不系统的问题。考虑到液态储氢故障特点和下游用氢安全，有必要提出一种液氢储供故障诊断试验系统及试验方法，全面系统地记录各种故障模式。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而实用的液氢储供故障诊断试验系统，本系统能够为研究液氢储供过程中的不同故障模式提供基础试验平台，从而得到正常工况和故障模式下的准确的参数变化和数据样本，以便于全面系统地记录各种故障模式；本发明还提供了一种应用上述试验系统的试验方法，从而具体化、便捷化和高效化的完成整套液氢储供故障诊断试验流程。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种液氢储供故障诊断试验系统，其特征在于：包括液氢主供应管路、液氢储罐故障试验管路、空温式汽化器故障试验管路、水浴式复热器故障试验管路以及缓冲罐故障试验管路，其中：

液氢主供应管路：包括沿介质流向依序布置的液氢储罐、截止阀V1、第一空温式汽化器、水浴式复热器、截止阀V2、缓冲罐及截止阀V3，介质经由截止阀V3的出口流出后，再依序经由流量计FT及截止阀V4流出系统出口；在所述截止阀V1与第一空温式汽化器之间的一段管路上布置压力传送器PT1和温度传送器TT1，在所述第一空温式汽化器与水浴式复热器之间的一段管路上布置压力传送器PT2，在所述水浴式复热器与缓冲罐之间的一段管路上布置温度传送器TT2，缓冲罐上布置监控罐内压力的压力表P2；

液氢储罐故障试验管路：包括沿介质流向依序布置的液氢储罐、截止阀V5、升压阀以及第二空温式汽化器，第二空温式汽化器出口布置分支管路，其中一条分支管路返回液氢储罐进口从而形成自增加回路，自增加回路上设置压力表P1、液位计LG，自增压回路通过截止阀V11连通系统出口，另一条分支管路经由截止阀V6连通至流量计FT进口；

空温式汽化器故障试验管路：包括沿介质流向依序布置的液氢储罐、截止阀V1、截止阀V7、第三空温式汽化器以及截止阀V8，介质经由截止阀V8的出口流出后，再依序经由流量计FT及截止阀V4流出系统出口；