[发明专利]一种大流量、连续液氢加注站加注系统及加注方法

说明书

本发明涉及一种大流量、连续液氢加注站加注系统及加注方法，所述系统包括与液氢储罐相连的液压增压泵；液压增压泵的输出端分为三路，分别与第一高压低温管线、第二高压低温管线以及第三高压低温管线相连；第一高压低温管线与微混合器相连，微混合器与加氢机相连；第二高压低温管线依次与微混合器、低温蓄冷器相连；第三高压低温管线依次与空温式汽化器、高压紧凑式换热器、固定式高压缓冲罐相连；低温蓄冷器分别与固定式高压缓冲罐、微混合器和加氢机相连；高压紧凑式换热器分别与低温蓄冷器、加氢机相连。本发明解决了现有的液氢加氢站无法实现大流量、连续液氢加注的问题。

技术领域

本发明属于液氢加氢站技术领域，特别涉及一种大流量、连续液氢加注站加注系统及加注方法。

背景技术

加氢站是为燃料电池汽车充装氢气的场所，是燃料电池车应用的重要保障，也是氢能发展利用的关键环节。根据加氢站内氢气储存的形态不同，可分为气氢加氢站和液氢加氢站。气氢加氢站是目前占据主导地位的储氢方式，但其储氢密度低，安全性较差，相较于高压气氢储氢加氢站，液氢加氢站具有占地面积小、液氢储存量大的特点，能够满足大规模的加氢需求。液氢加氢站将液氢储存在具有多层真空绝热的大型低压液氢储罐中，通过汽化、加压后给高压氢罐燃料电池汽车用户加氢。根据《SAE J2601》国际氢加注协议标准，当进行70MPa氢加注时，缓冲罐中的高压氢应该预冷至-33℃至-40℃之间，在3min内加注至燃料电池汽车储氢气瓶体积容量的97％，峰值加注速度为3.6kg/min。预计，至2030年，高压氢的峰值加注速度应达到8.0kg/min以上。但是，目前的预冷单元预冷能力严重受限，且能耗偏高，液氢泵的出口流量最高仅为100kg/h，严重受限，加注速率难以满足重卡、客车等10kg车载储氢气瓶的快速充注需求，而通过延长加注时间来满足充注要求，会造成非常差的充注使用体验。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种大流量、连续液氢加注站加注系统及加注方法，解决了现有的液氢加氢站无法实现大流量、连续液氢加注的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种大流量、连续液氢加注站加注系统，所述系统包括与液氢储罐相连的液压增压泵、空温式汽化器、高压紧凑式换热器、固定式高压缓冲罐、低温蓄冷器、微混合器和加氢机；

液压增压泵的输出端分为三路，分别与第一高压低温管线、第二高压低温管线以及第三高压低温管线相连；

第一高压低温管线与微混合器相连，微混合器与加氢机相连；

第二高压低温管线依次与微混合器、低温蓄冷器相连；

第三高压低温管线依次与空温式汽化器、高压紧凑式换热器、固定式高压缓冲罐相连；

低温蓄冷器分别与固定式高压缓冲罐、微混合器和加氢机相连；

高压紧凑式换热器分别与低温蓄冷器、加氢机相连。

进一步地，第二高压低温管线上还连接有第四高压低温管线，第四高压低温管线与微混合器并联。

进一步地，低温蓄冷器分别通过第五高压低温管线与高压紧凑式换热器相连、第六高压低温管线与加氢机相连。

进一步地，固定式高压缓冲罐分别通过第一高压常温管线与加氢机相连、第二高压常温管线与低温蓄冷器相连。

进一步地，第一高压低温管线上连接有第二减压阀；第二高压低温管线上连接有第一调节阀；第三高压低温管线上连接有第三调节阀；第四高压低温管线上连接有第二调节阀；第五高压低温管线上连接有第六调节阀；第六高压低温管线上连接有第一减压阀；

高压紧凑式换热器通过连接有第八调节阀的管线与加氢机相连；低温蓄冷器分别通过连接有第四调节阀的管线与微混合器相连、连接有第五调节阀的管线与加氢机相连。