[发明专利]一种氢汽化循环系统

说明书

本发明公开一种氢汽化循环系统，分别包括：通过循环管路依次连通的取冷换热单元、汽化换热单元、高压换热单元和释冷换热单元；其中，在循环管路中注入第一换热介质进行循环换热，在取冷换热单元、汽化换热单元、高压换热单元和释冷换热单元中注入第二换热介质进行换热；液氢从液氢入口注入至取冷换热单元，通过取冷换热单元、汽化换热单元、高压换热单元、释冷换热单元、循环管路和第一换热介质、第二换热介质循环换热后从气氢出口输出气氢。本发明中的取冷换热单元和释冷换热单元可以同时执行工作，也可以分别单独执行工作，可以实现对液氢汽化取冷和加氢释冷最终输出气氢，能够达到快速加氢的目的，结构简单，能够降低加氢能耗，加氢效率较高。

技术领域

本发明涉及液氢汽化技术领域，具体涉及一种氢汽化循环系统。

背景技术

由于氢能具有高含能特性、高能源转化效率、碳零排放、高密度能源载体等特点，因此，氢能作为作为二次清洁能源在不同领域中应用也越来越广泛。例如：氢能结合燃料电池应用最多的就是交通运输领域。

在交通运输领域中，为了便于运输和存储，利用加氢站将氢以液态形式贮存在储罐中，再利用高压液氢泵对液氢增压，再通过汽化器汽化成常温氢气储存在氢气罐中。在燃料电池车辆加氢过程中，为达到快速加氢的目的，需要将常温氢气冷却到-40℃以下。

相关技术中，为了实现对燃料电池车辆加氢的目的，通常单独设置加氢机以及配备制冷模块，该系统结构较为复杂，会显著增加加氢能耗，并且加氢效率也较低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的系统结构较为复杂，会显著增加加氢能耗，并且加氢效率也较低的缺陷，从而提供一种氢汽化循环系统。

根据第一方面，本发明实施例提供一种氢汽化循环系统，分别包括：通过循环管路依次连通的取冷换热单元、汽化换热单元、高压换热单元和释冷换热单元；

其中，在所述循环管路中注入第一换热介质进行循环换热，在所述取冷换热单元、汽化换热单元、高压换热单元和释冷换热单元中注入第二换热介质进行换热；

液氢从液氢入口注入至取冷换热单元，通过所述取冷换热单元、所述所述汽化换热单元、所述高压换热单元、所述释冷换热单元、所述循环管路和所述第一换热介质、所述第二换热介质循环换热后从气氢出口输出气氢。

在一种实施方式中，所述取冷换热单元包括：取冷换热器、第一取冷管路、第二取冷管路和蓄冷容器；

其中，所述取冷换热器的第一输入端连接所述液氢入口，所述取冷换热器的第二输入端连接所述汽化换热单元；

所述蓄冷容器的第一输入端通过所述第二取冷管路连接所述取冷换热器，所述蓄冷容器的第二输入端连接连接所述释冷换热单元，所述蓄冷容器的第一输出端通过所述第一取冷管路连接所述取冷换热器，所述蓄冷容器的第二输出端连接所述释冷换热单元。

在一种实施方式中，在所述第一取冷管路上设置有依次连接的第一气动阀、第二气动阀，在所述第二取冷管路上依次设置有第三气动阀、第一循环泵、第四气动阀和第一过滤器，在所述液氢入口设置有第五气动阀。

在一种实施方式中，所述汽化换热单元包括：汽化器、第一汽化管路、第二汽化管路和储氢容器；

其中，所述汽化器的输入端通过所述第一汽化管路连接所述取冷换热单元，所述汽化器的输出端通过所述第二汽化管路连接所述储氢容器的输入端，所述储氢容器的输出端通过第六气动阀连接所述高压换热单元。

在一种实施方式中，在所述第一汽化管路上设置有第七气动阀，在所述第二汽化管路上设置有第八气动阀。

在一种实施方式中，所述释冷换热单元包括：释冷换热器、第一释冷管路和第二释冷管路；