[发明专利]基于固态储氢的加氢站

说明书

本发明公开了一种基于固态储氢的加氢站，包括储氢系统、与所述储氢系统的氢出口连接的加氢机，所述储氢系统包括至少一个储氢罐，每个储氢罐由外至内依次包括罐体、相变材料、容器、绝热材料、多个储氢瓶，其中，每个储氢瓶包括竖直设置的瓶体；及储氢圆柱，其由多个能够放热性吸氢和吸热性脱氢且具有中心孔的实心圆盘堆叠于瓶体内形成，所述储氢圆柱沿周向分为2n份扇形柱，每份扇形柱沿竖向方向分为多份扇形块，每份扇形块外周套设支撑框，其中，所述实心圆盘的膨胀系数小于所述瓶体的膨胀系数。本发明具有降低储氢材料在吸放氢时的膨胀和收缩对储氢影响的有益效果。

技术领域

本发明涉及加氢站设备技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于固态储氢的加氢站。

背景技术

加氢站是连接上游制氢、运氢，下游燃料电池车用氢的中药枢纽。一个典型的加氢站由制氢系统、压缩系统、储存系统、加注系统和控制系统等组成。当氢气从站外运达站内制取纯化后，通过氢气压缩系统压缩至一定压力，加压后的氢气存储在固定式高压容器中，当需要加注氢气时，氢气在加氢站固定容器与车载储氢容器之间高压差的作用下，通过加注系统快速充装至车载储氢容器。存在储存压力过高，安全性差的问题。

近年来，以金属氢化物形式的储氢已经被作为一种有利的替代方式进行了研究，其原理是通过氢气与储氢合金之间进行的可逆反应，实现氢的储存与释放，即外界有热量传递给金属氢化物时，它就分解为储氢合金并放出氢气，反之，氢和储氢合金构成氢化物时，氢就以固态结合的形式储存于其中，同时放出热量。

但是，以金属氢化物为代表的储氢材料在吸放氢会发生膨胀和收缩，膨胀应力会对罐内结构产生冲击，而收缩则导致热传导效率降低，故而提供一种基于固态储氢的加氢站，通过储氢系统的设置，降低储氢材料在吸放氢时的膨胀和收缩对储氢系统的影响，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于固态储氢的加氢站，降低储氢材料在吸放氢时的膨胀/收缩对加氢站储氢系统导热的影响。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于固态储氢的加氢站，包括储氢系统、与所述储氢系统的氢出口连接的加氢机，所述储氢系统包括至少一个储氢罐，每个储氢罐由外至内依次包括罐体、相变材料、容器、绝热材料、多个储氢瓶，其中，每个储氢瓶包括竖直设置的瓶体；及

储氢圆柱，其由多个能够放热性吸氢和吸热性脱氢且具有中心孔的实心圆盘堆叠于瓶体内形成，所述储氢圆柱沿周向分为2n份扇形柱，每份扇形柱沿竖向方向分为多份扇形块，每份扇形块外周套设支撑框，所述支撑框与所述扇形块外周相对的一侧敞口设置，且所述支撑框的敞口端不与所述瓶体内壁接触，其中，n≥1，所述实心圆盘的膨胀系数小于所述瓶体的膨胀系数，关于所述瓶体中轴线对称设置的两份扇形柱分隔的扇形块对称设置，对称设置的一对扇形块间设置至少一个抵紧装置，每个抵紧装置包括圆环、对称设于圆环与一对扇形块间的压缩弹簧；

充放管，其同轴设于中心孔内，且顶端依次密封穿出所述瓶体、容器与罐体并连接所述储氢系统的氢入口和氢出口，其中，所述圆环同轴套设于所述充放管上。

优选的是，当所述储氢罐为至少两个时，所述储氢罐间选择性串联构成储氢罐组，所述储氢罐组与剩余储氢罐间并联。

优选的是，所述罐体内设置水平隔板，以将所述罐体分隔为上下设置的布设空间和储氢空间，所述容器位于储氢空间内，所述布设空间内设置支气管，所述充放管的顶端依次密封穿出所述瓶体、容器与储氢空间位于所述布设空间内，且与所述支气管连通，所述支气管两端分别穿出所述布设空间分别形成分进气口和分出气口。

优选的是，还包括：充氢管道，其一端与所述储氢罐组的分进气口和剩余储氢罐的分进气口连通，沿分进气口的方向，所述充氢管道上依次设置氢入口、第一阀门、第一压力表；