[发明专利]一种液氢泵驱动的质量法液氢流量标准装置

说明书

本发明公开了一种液氢泵驱动的质量法液氢流量标准装置。两套高压驱动气源出口均连接一个绝热预冷槽，绝热预冷槽的出口分别与标准液氢储A罐和标准液氢储B罐相连。标准液氢储A罐出液口与低温液氢泵组进口相连，低温液氢泵组出口与过冷箱的气管入口相连，过冷箱的气管出口与被检流量计入口相连，被检流量计的出口与标准液氢储B罐的进液口相连，标准液氢储B罐设置在高精度称重单元上。供给储氢罐的出液口通过汇管分别与标准液氢储A罐和标准液氢储B罐的加液口相连。本发明产生的标准流量通过低温液氢泵组配合比例调节阀实现无级调节，能够直接溯源到相应计量等级的标准砝码，且液氢损耗非常小，可重复使用储氢罐内所存的液氢，安全性高。

技术领域

本发明属于氢能计量技术领域，涉及用于实流检定或校准液氢流量计的一种液氢泵驱动的质量法液氢流量标准装置。

背景技术

氢能是最清洁的能源之一，具有来源多样、终端零排、用途广泛等优势，在保障国家能源安全、推进能源产业升级等方面作用重大。在实现碳达峰、碳中和目标的进程中，氢能被寄予厚望。同时，氢能还可以作为承载可再生的不稳定的风能、太阳能的桥梁，为全社会的节能增效做出贡献，氢能可以给我们带来一个更清洁、更美好的生存环境。

高压气氢和低温液氢是氢能产业链中的氢的两种状态，其中高压气氢是目前主流的储氢和加氢方式，但是随着金属内胆碳纤维全缠绕复合材料气瓶等高压储氢材料的成熟，能够承受70MPa的储氢容器逐渐推向市场。另一方面，相比于高压气氢，液氢的体积能量密度更大，在规模化发展氢能产业的储存、运输方面具有明显优势。因此，随着氢能汽车的兴起，对氢气需求增加，液氢的地位也将进一步提高。

氢能源产业链包括上游氢制备、中游氢储运、下游加氢站及氢能源燃料电池应用等多个环节。在氢能产品的制备-储存-运输-加氢-使用过程中，都涉及到氢能计量技术。然而，目前对氢产品的性能测试和流量测量等方面关注较少，缺乏成熟的氢能装备性能检测和试验方法、标准以及基础设施。到目前为止，国内外可用于直接测量深冷液氢的流量计屈指可数。但是，随着氢能产业的国家布局和迅速发展，氢储运和各种贸易交接环节都需要精确的流量计量。因此，完善氢流量计量体系和规模化的氢流量计量产业具有重要意义。

目前，包括液氢在内的低温液体流量标准装置主要有标准表法和质量法两类，标准表法的计量特性也常通过质量法对其进行检定校准获得。因此，从液氢流量溯源的角度出发，建立质量法液氢流量标准装置，以实现液氢流量检定和校准，从而支撑氢能产业链的健康快速发展。

发明内容

针对上述液氢流量计实流检定和校准急需生成的液氢标准流量问题，本发明提出了一种液氢泵驱动的质量法液氢标准流量生成装置。

为了实现上述目的，实现液氢标准流量的连续发生及可控，本发明采用了以下技术方案：

液氢泵驱动的质量法液氢标准流量装置主要由两个高压驱动气源、两个绝热预冷槽、两个标准储氢罐、供给储氢罐、低温液氢泵组、过冷箱、真空冷箱、被检流量计、特排管道、高精度称重单元和配套管路组成。所述的标准储氢罐内设置有氦气扩散器和液氢扩散器，以降低均布速度。所述标准储氢罐包括标准液氢储A罐和标准液氢储B罐。

每个所述高压驱动气源的出口配有一个绝热预冷槽，所述绝热预冷槽气管出口端通过管路与标准储氢罐相连。

所述标准液氢储A罐的出液口与低温液氢泵组的进口相连，低温液氢泵组的出口与过冷箱的气管入口相连，过冷箱的气管出口与被检流量计入口相连，被检流量计的出口与标准液氢储B罐的进液口相连。

所述标准液氢储B罐的出液口通过反液管路与标准液氢储A罐的进液口、供给储氢罐的进液口相连接。

所述标准液氢储A罐、供给储氢罐的排气阀通过汇管与所述特排管道相连，标准液氢储B罐的排气阀通过软管与所述特排管道相连。

所述供给储氢罐的出液口通过汇管分别与标准液氢储A罐和标准液氢储B罐的加液口相连。