CN106545746B - 操作氢分配单元的方法 - Google Patents

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Abstract

一种操作氢分配的方法，其中通过阻断阀和放泄阀提供压力释放。在从分配站分配氢之后，截留的氢保留在转移管线中，其中氢在分配期间被冷却。在对运载工具加燃料之间的空载时间期间，截留的氢的温度升高，从而导致截留的氢的压力升高。阻断阀和放泄阀操作来释放转移管线中的压力。

Description

操作氢分配单元的方法
与相关申请的相关引用
本申请要求2015年9月21日提交的标题为"操作氢分配单元的方法"的临时申请U.S. No. 62/221,425和2015年10月22日提交的标题为"操作氢分配单元的方法"的临时申请U.S. No. 62/245,007，其内容通过引用而结合在本文。
技术领域
本发明涉及操作氢分配单元的方法。本发明更具体而言涉及操作氢分配单元的方法，其中在将氢分配给运载工具中的氢存储罐之前，氢被冷却。
背景技术
氢分配单元用来将高压氢分配到运载工具中的氢存储罐中，诸如汽车、公共汽车、卡车和叉车。
越来越地关注使用氢作为汽车、公共汽车、卡车和其它运载工具中的运输燃料。氢大体存储在运载工具机载的燃料罐中，处于高压力。在机载氢的大部分被消耗之后，燃料罐中的氢的压力降低，并且燃料罐必须重新加氢燃料。
在加燃料期间，氢在氢分配站处分配到燃料罐中。分配站包括氢供应，其可为一个或多个高压存储罐。氢从高压存储罐转移到运载工具的燃料罐中。用于转移氢的驱动力为高压存储罐和运载工具燃料罐之间的压力差。
从高压供应容器分配到运载工具中的较低压力的接收容器导致分配的氢的温度升高。为了补偿分配的氢的温度升高，氢分配站可包括一个或多个热交换器，以在分配氢时冷却氢。冷却可通过制冷循环中的制冷剂提供。热交换器可包括一个或多个高热容量冷却块，其通过制冷剂冷却，并且氢传送通过其中且被冷却。
高压存储罐和燃料罐之间的转移管线典型地包括各种控制阀和阻断阀和放泄阀。阻断阀阻断来自高压存储罐的流，并且放泄阀允许被截留在阻断阀和分配喷嘴之间的氢的一部分排出，从而降低分配喷嘴处的压力。诸如SAE J2600和ISO17268的接受的标准要求在分配喷嘴可与运载工具上的加燃料插座脱开之前，喷嘴处的压力低于0.5兆帕(表压)。
虽然在将氢分配到运载工具之后，阻断阀和分配喷嘴之间的转移管线将处于较低压力，但是被截留在转移管线中在控制阀和一个或多个阻断阀之间的残余氢将仍然处于高压力和冷温度，因为在热交换器中被冷却。
在氢分配单元空载而等待对另一个运载工具加燃料时，残余的截留的氢的温度将升高，从而导致管线中的压力升高。得到的压力升高量可大于装备的设计压力极限。得到的高压力可使分配单元跳脱，因为保护装置构造成保护运载工具免受过高压力的影响，或因为过高压力可被控制器理解为某种类型的压力变送器故障。压力释放阀可用来在压力超过安全极限时释放压力，但是已知压力释放阀不能在释放压力之后完全重新密封。频繁使用压力释放阀是不合乎需要的。
工业期望一种可靠的氢分配单元。
发明内容
本发明涉及一种操作氢分配单元的方法。
在下面概述了本发明的若干方面。在下面，概述了本发明的具体方面。设置在圆括号中的参考标号和表达参照在下面参照图1进一步阐述的示例实施例。但是，参考标号和表达仅仅是说明性的，并且不将方面限制于示例实施例的任何特定构件或特征。各方面可表达为权利要求，其中在合适的时候，设置在圆括号中的参考标号和表达被省略或替代。
方面1. 一种操作氢分配单元(1)的方法，包括：
经由氢分配单元(1)将氢从供应容器(102)分配到接收容器(118或218)，氢分配单元(1)包括热交换器(106)，以在氢分配到接收容器(118或218)中之前冷却氢，所述分配持续到分配目标量的氢，并且在此时，终止所述分配；
其中在终止所述分配时，第一量的氢被截留在第一一个或多个导管(130，132，232，233)内，第一一个或多个导管操作性地连接多个阀，多个阀包括控制阀(104)和阻断阀(108或208)，在关闭所述多个阀时所述第一量的氢被截留，第一量的氢的至少一部分在所述热交换器(106)中被冷却，第一量的氢在第一一个或多个导管(130，132，232，233)中施加压力；
测量第一一个或多个导管(130，132)中的第一量的氢的压力；
当第一量的氢的压力等于或超过选定压力时，打开且后续关闭阻断阀(108或208)，从而从第一一个或多个导管(130，132，232，233)移除第一量的氢的一部分，并且将第一量的该部分转移到第二一个或多个导管(134，136或234，236)，第二一个或多个导管(134，136或234，236)操作性地连接到阻断阀(108，208)和放泄阀(114或214)；
以及打开且后续关闭放泄阀(114或214)，从而从第二一个或多个导管(134，136或234，236)排出第一量的放出的氢。
方面2. 根据方面1的方法，其中第一量的放出的氢包括第一量的氢的所述部分的至少一部分。
方面3. 根据方面1或方面2的方法，其中在打开且后续关闭阻断阀(108或208)和打开且后续关闭放泄阀(114或214)的步骤期间，在打开放泄阀(114或214)的同时打开阻断阀(108或208)，并且在关闭放泄阀(114或214)的同时关闭阻断阀(108或208)。
方面4. 根据方面1或方面2的方法，其中在打开且后续关闭阻断阀(108)和打开且后续关闭放泄阀(114)的步骤期间，在打开且后续关闭阻断阀(108)之后打开且后续关闭放泄阀(114)。
方面5. 根据前述方面中的任一方面的方法，其中第一量的氢的至少一部分在第一次被截留时具有低于-17.5℃或低于-33℃的初始温度。
方面6. 根据前述方面中的任一方面的方法，其中控制阀(104)为压力控制阀、可编程压力调整器或穹顶加载式调整器。
方面7. 根据前述方面中的任一方面的方法，其中在终止所述分配步骤时，第二量的氢被截留在第二一个或多个导管(234，236)内，第二一个或多个导管(234，236)操作性地连接阻断阀(208)、放泄阀(214)和第二阻断阀(226)；
其中第一量的放出的氢包括第二量的氢的一部分或全部。
方面8. 根据方面1至6中的任一方面的方法，其中在终止所述分配步骤时，第二量的氢被截留在第二一个或多个导管(234，236)内，第二一个或多个导管(234，236)操作性地连接阻断阀(208)、放泄阀(214)和第二阻断阀(226)，第二量的氢在第二一个或多个导管(234，236)中施加压力，方法进一步包括：
测量第二一个或多个导管(234，236)中的第二量的氢的压力；以及
当第二量的氢的压力等于或超过选定压力时，打开且后续关闭放泄阀(214)，从而从第二一个或多个导管(234，236)排出第二量的氢的一部分或全部。
方面9. 根据方面7或方面8的方法，其中在终止所述分配步骤时，第三量的氢被截留在第三一个或多个导管(235)内，第三一个或多个导管(235)操作性地连接第二阻断阀(226)和具有内部阀的分配喷嘴(210)，第三量的氢在第三一个或多个导管(235)中施加压力，方法进一步包括；
测量第三一个或多个导管(235)中的第三量的氢的压力；以及
当第三量的氢的压力等于或超过选定压力时，打开且后续关闭第二阻断阀(226)，从而从第三一个或多个导管(235)移除第三量的氢的一部分，并且将第三量的所述部分转移到第二一个或多个导管(234，236)；以及
打开且后续关闭放泄阀(214)，从而从第二一个或多个导管(234，236)排出第三量的氢的所述部分的至少一部分。
方面10. 根据方面7或方面8的方法，其中在终止所述分配步骤时，第三量的氢被截留在第三一个或多个导管(235)内，第三一个或多个导管(235)操作性地连接第二阻断阀(226)和具有内部阀的分配喷嘴(210)，方法进一步包括：
打开且后续关闭第二阻断阀(226)，从而从第三一个或多个导管(235)移除第三量的氢的一部分，并且将第三量的所述部分转移到第二一个或多个导管(234，236)，
其中在打开且后续关闭第二阻断阀(226)和打开且后续关闭阻断阀(208)的步骤期间，在打开阻断阀(208)的同时打开第二阻断阀(226)，并且在关闭阻断阀(208)的同时关闭第二阻断阀(226)。
方面11. 根据方面10的方法，其中在打开且后续关闭阻断阀(208)和打开且后续关闭放泄阀(214)的步骤期间，在打开放泄阀(214)的同时打开阻断阀(208)，并且在关闭放泄阀(214)的同时关闭阻断阀(208)。
方面12. 根据前述方面中的任一方面的方法，其中接收容器为一系列的接收容器中的第一接收容器，方法包括：
连接和脱开氢分配单元(1)和所述系列的接收容器(118或218)中的第一接收容器(118或218)；以及
在已经将氢分配到所述系列的接收容器(118或218)中的第一接收容器(118或218)之后和在将氢分配到所述系列的接收容器(118或218)中的后续第二接收容器之前，通过放泄阀(114或214)排出第一量的放出的氢。
方面13. 根据前述方面中的任一方面的方法，其中第一量的氢在第一一个或多个导管(130，132，232，233)内被截留在控制阀(104)和阻断阀(108或208)之间。
方面14. 根据前述方面中的任一方面的方法，其中控制阀(104)设置在热交换器(106)上游。
方面15. 根据前述方面中的任一方面的方法，其中阻断阀(108或208)设置在热交换器(106)下游。
方面16. 根据前述方面中的任一方面的方法，包括利用压力调整器(206)限制氢的压力，压力调整器(206)在第一一个或多个导管(232，233)中设置在控制阀(104)和阻断阀(208)之间。
方面17. 一种确定氢分配单元(1)的控制阀(104)中的泄漏的方法，方法包括：
经由氢分配单元(1)将氢从供应容器(102)分配到接收容器(118或218)，氢分配单元(1)包括热交换器(106)，以在氢分配到接收容器(118或218)中之前冷却氢，所述分配持续到分配目标量的氢，并且在此时，终止所述分配；
其中在终止所述分配时，第一量的氢被截留在第一一个或多个导管(130，132，232，233)内，第一一个或多个导管操作性地连接多个阀，多个阀包括控制阀(104)和阻断阀(108或208)，在关闭所述多个阀时所述第一量的氢被截留，第一量的氢的至少一部分在所述热交换器(106)中被冷却，第一量的氢在第一一个或多个导管(130，132，232，233)中施加压力；
测量第一一个或多个导管(130，132)中的第一量的氢的压力，从而确定测量的压力升高量；
比较测量的压力升高量与期望的压力升高量(由于温度升高)；以及
响应于比较测量的压力升高量与期望的压力升高量，而确定控制阀(104)是否在泄漏。
方面18. 根据前述方面的方法，其中接收容器为一系列的接收容器中的第一接收容器，方法包括：
连接和脱开氢分配单元(1)和所述系列的接收容器(118或218)中的第一接收容器(118或218)；以及
响应于在已经将氢分配到所述系列的接收容器(118或218)中的第一接收容器之后和在将氢分配到所述系列的接收容器(118或218)中的后续第二接收容器之前，比较测量的压力升高量与期望的压力升高量，而确定控制阀(104)是否在泄漏。
方面19. 根据前述方面中的任一方面的方法，其中接收容器(118或218)为诸如汽车、公共汽车、卡车、摩托车、叉车、农用运载工具、建筑机械和机车的陆地运载工具的燃料罐，或航空器的燃料罐。
附图说明
图1显示流氢分配单元的过程流程图。
具体实施方式
以下详细描述仅提供优选的示例性实施例，并且不意图限制本发明的范围、适用性或构造。相反，优选的示例性实施例的以下详细描述将对本领域技术人员提供可实现的描述，以实施本发明的优选的示例性实施例，要理解可在元件的功能和布置方面进行各种改变，而不脱离权利要求限定的本发明的范围。
如本文使用，冠词"一"和"一种"在应用于说明书和权利要求中描述的本发明的实施例中的任何特征时表示一个或多个。使用"一"和"一种"不将意义限制于单个特征，除非特别阐述了这种限制。在单数或复数名词或名词短语之前的冠词"该"表示特别规定的特征或多个特别规定的特征，并且可具有单数或复数内涵，这取决于它使用的背景。
形容词"任何"表示一个、一些或全部，而不管什么数量。
置于第一实体和第二实体之间的用语"和/或"表示下者中的一个：(1)第一实体，(2)第二实体和(3)第一实体和第二实体。置于3个或更多个实体的列表中的最后两个实体之间的用语"和/或"表示列表中的至少一个实体，包括这个列表中的任何特定实体组合。
用语"多个"表示"两个或更多个"。
短语"至少一部分"表示"一部分或全部"。
如本文使用，"第一"、"第二"、"第三"等用来区分多个步骤和/或特征，并且不表示总的数量，或在时间和/或空间方面的相对位置，除非明确这样阐述。
如本文使用，"处于流体流连通"表示通过一个或多个导管、歧管、阀等操作性地连接，以转移流体。导管为流体可传送通过其中的任何管、管道、通路等。诸如泵、压缩机或容器的中间装置可存在于其处于流连通的第一装置和第二装置之间，除非另外明确阐述。
为了简化和清楚，熟知的装置、电路和方法的详细描述被省略，以不以不必要的细节模糊本发明的描述。
如本文使用，压力为表压力，除非另外明确陈述。
唯一的图为用于描述方法的过程流程图。过程流程图包括分配单元1和用于两个相应的运载工具的接收罐118和218。图显示两个分配分支，一个具有的构造适于将氢分配到中等压力(例如35兆帕)，并且另一个具有的构造适于将氢分配到高压力(例如70兆帕)。显示用于分配到中等压力的构造用于分配到接收罐218，并且显示用于分配到高压力的构造用于分配到接收罐118。本发明适于具有一个、两个或更多个分配分支的氢分配单元。
氢分配单元包括一个或多个氢存储罐102。一个或多个氢存储罐可为本领域已知的任何氢存储罐。一个或多个氢存储罐可包括适于进行级联填充的多个存储罐。
氢分配单元包括控制阀104，其经由转移导管103操作性地连接到一个或多个存储罐102。控制阀104可为压力控制阀、可编程压力调整器或穹顶加载式调整器。控制阀104控制将氢从一个或多个存储罐102转移到接收罐118或接收罐218的速率，这取决于使用哪个分配分支。控制阀104可根据压力斜坡变化速率(即单元时间的压力变化)控制转移氢的速率。控制阀104操作性地连接到控制器120且接收来自控制器120的控制信号。
氢分配单元包括热交换器106，其经由转移导管130操作性地连接到控制阀104。在氢从一个或多个存储罐102分配到接收罐118或接收罐218时，热交换器106冷却氢。热交换器106可包括热平衡器(热容器)，诸如铝块，如从US2008/0185068已知。可使用多个冷却块，如从US2014/0007975已知。压力释放阀105可连接到导管130，以在应当压力超过最大可允许压力的情况下，释放导管130中的压力。离开热交换器106的压力可使用压力传感器107来测量。在受控制地分配氢期间，可使用压力传感器107，并且检测导管132中的压力是否超过期望最大压力。
对于高压力(例如70兆帕)分配分支，氢分配单元包括阻断阀108和放泄阀114，其经由转移导管132，134和136操作性地连接到控制阀104。阻断阀108可构造成使得如果其失效，则其在关闭位置上失效。放泄阀114可构造成使得如果其失效，则其在打开位置上失效。高压力分配包括分配喷嘴110，其操作性地连接到阻断阀108。分配喷嘴110可为加氢燃料的领域中已知的任何分配喷嘴，特别是适于将氢分配到70兆帕的分配喷嘴。
阻断阀108以及放泄阀114用于在脱开分配喷嘴110与运载工具的插座112之前降低分配喷嘴110中的压力，如加氢燃料的领域中已知的那样。可期望在空载时期期间将转移导管134和136中的压力保持在大约0.3兆帕。压力传感器116可用来测量转移导管134和136中的压力。
对于中等压力(例如35兆帕)分配分支，氢分配单元可包括压力调整器206、阻断阀208、放泄阀214和第二阻断阀226，其经由转移导管232，233，234和236操作性地连接到控制阀104。压力调整器206可将通往中等压力分配分支的压力限制于大约42兆帕。中等压力分配分支包括分配喷嘴210，其操作性地连接到阻断阀226。分配喷嘴210可为加氢燃料的领域中已知的任何分配喷嘴，特别是适于将氢分配到35兆帕的分配喷嘴。
对于中等压力(35兆帕)分配分支，分配喷嘴210可包括内部阻断阀和放泄阀歧管。喷嘴处的压力可在与插座212脱开之前释放到期望压力，并且导管234，235，236中的压力在空载时期期间可保持在范围为35兆帕至42兆帕的压力。
压力传感器238和216可用来测量相应的转移导管中的压力。压力释放阀228和相关联的压力传感器/变送器216可连接到导管235。压力释放阀228可设定成以任何期望压力释放气体，例如压力范围为46兆帕至50兆帕。
阻断阀为能够阻断在两个方向上的流的任何阀。可使用加氢燃料的领域中已知的任何适当的阻断阀。
放泄阀为能够将气体从导管放泄以对导管放气的任何装置。可使用加氢燃料的领域中已知的任何适当的放泄阀。
氢分配单元包括控制器120，其操作性地连接到控制阀104、各种阻断阀、放泄阀和压力传感器。控制器可为计算机、过程逻辑控制器(PLC)等。控制器在氢分配的领域中是普遍存在的。控制器120可接收来自压力传感器107，116，238和216的信号，并且将控制信号发送到阻断阀108，208和226和放泄阀114和214。
以氢为燃料的运载工具包括接收罐118或218和相应的插座112或212。接收罐118和插座112可用于接收高压力氢气体(例如高达70兆帕)，而接收罐218和插座212可接收中等压力氢气体(例如高达35兆帕)。接收罐可具有内部压力传感器以测量容纳在相应的接收罐内的氢的压力。压力传感器可与控制器120进行无线通信。
在分配氢之前，分配喷嘴将运载工具的插座，例如分配喷嘴110连接到插座112或将分配喷嘴210连接到插座212。
首先针对高压力(70兆帕)分配分支描述方法，并且方法适于具有类似构造的任何分配分支。
方法包括经由氢分配单元1将氢从一个或多个供应容器102分配到接收容器118。使用控制阀104来控制氢的流率。氢传送通过热交换器106，以在氢分配到接收容器118中之前冷却氢。分配持续到分配目标量的氢，并且在转移目标量之后，终止分配。可通过接收容器118的目标压力设定目标量，使得在达到目标压力时，终止分配。
在接收罐118接收目标量之后，例如由于达到目标压力，通过关闭阻断阀108，而停止流量。然后通过经由放泄阀114放泄转移管线中的至少一部分残余气体，使转移管线中在阻断阀108和分配喷嘴110之间的压力降低到例如大约0.3兆帕。当分配喷嘴处的压力充分降低时，分配喷嘴与插座112脱开。
在终止分配时，第一量的冷氢被截留在导管130和132内在控制阀104和阻断阀108之间。为了防止含H2气体损失，这个残余的含H2气体不被放出。在关闭阀104和108时，第一量的氢被截留，并且在热交换器106中冷却，并且因此具有的温度例如低于大约-17.5℃或低于大约-33℃。第一量在导管130和132中施加压力。
在氢分配单元空载而等待填充另一个运载工具燃料罐时，导管130和132中的第一量的氢的温度将升高。在温度升高时，压力也升高。在分配结束时，分配单元的转移管线中的压力可为大约76至80兆帕。如果在转移管线中的氢处于80兆帕的情况下终止分配并且氢的温度从-33℃升高到+25℃，则压力升高大约100兆帕，这远远高于可以最大压力额定值87.5兆帕转移到运载工具的最大允许压力。
方法包括在第一量的氢的温度和压力升高时，例如利用压力传感器107测量导管130和132中的第一量的氢的压力。压力传感器107与控制器120处于信号连通，并且将表示压力的信号传递到控制器120。
当第一量的氢的压力等于或超过选定压力，例如范围为70兆帕至87.5兆帕的压力时，控制器将信号指令提供给阻断阀108，以打开且后续关闭阻断阀108，同时控制阀104保持关闭，从而从导管130和132移除第一量的氢的一部分且将第一量的该部分转移到导管134和136。因此，导管130和132中的气体的压力降低。
导管134和136操作性地连接到放泄阀114。方法包括打开且后续关闭放泄阀114，从而从导管134和136排出第一量的氢的所述部分的至少一部分。
可同时打开和同时关闭阻断阀108和放泄阀114。备选地，可打开且后续关闭阻断阀108，之后打开且后续关闭放泄阀114。
现在针对中等压力(35兆帕)分配分支描述方法，并且该方法适于具有类似构造的任何分配分支。
方法包括经由氢分配单元1将氢从供应容器102分配到接收容器218。氢传送通过热交换器106，以在氢分配到接收容器218中之前冷却氢。分配持续到分配目标量的氢，并且在转移目标量之后，终止分配。目标量可由接收容器218的目标压力设定，使得在达到目标压力时终止分配。
在终止分配时，第一量的冷氢被截留在导管130，232和233内，第二量的氢被截留在导管234和236内，并且第三量的氢被截留在导管235内。在关闭阀104和208时，第一量的氢被截留，并且在热交换器106中冷却，且因此具有的温度例如低于大约-17.5℃或低于大约-33℃。第一量在导管130，232和233中施加压力。在关闭阀208和226时，第二量的氢被截留，并且还在热交换器106中冷却，并且因此具有的温度例如低于大约-17.5℃或低于大约-33℃。第二量在导管234和236中施加压力。在关闭阻断阀226和分配喷嘴210时，第三量的氢被截留。分配喷嘴210具有内部阀。第三量的氢还在热交换器106中冷却且因此具有的温度例如低于大约-17.5℃或低于大约-33℃。第三量的氢在导管235中施加压力。
在氢分配单元空载而等待填充另一个运载工具燃料罐时，导管130，232和233中的第一量的氢的温度将升高，导管234和236中的第二量的氢的温度将升高，并且导管235中的第三量的氢的温度将升高。在氢的温度升高时，氢的压力也升高。
方法包括在第一量的氢的温度和压力升高时，例如使用压力传感器107测量导管130，232和233中的第一量的氢的压力。压力传感器107与控制器120处于信号连通，并且将表示压力的信号传递给控制器120。
当第一量的氢的压力等于或超过第一选定压力，例如范围为70兆帕至87.5兆帕的压力时，控制器将信号指令提供给阻断阀208，以打开且后续关闭阻断阀208，同时控制阀104保持关闭，从而从导管130，232和233移除第一量的氢的一部分，并且将第一量的该部分转移到导管234和236。因此，导管130，232和233中的气体的压力降低。
在示例实施例中，在终止分配时，控制阀104关闭并且在排出截留的氢期间保持关闭。在备选实施例中，诸如阻断阀的额外的阻断器件可设置在供应容器102和控制阀104之间或在控制阀104和热交换器106之间。在那些实施例中，在终止分配时，额外的阻断期间可关闭，并且在排出截留的氢期间保持关闭，同时控制阀104打开打开，例如保持在最小流位置。
导管234和236操作性地连接到放泄阀214。方法包括打开且后续关闭放泄阀214，从而从导管234和236排出第一量的氢的该部分的至少一部分和第二量的氢的一部分或全部。
可在阻断阀208打开之前或与阻断阀208同时或在阻断阀208已经打开之后，打开放泄阀214，以从导管130和132移除一定量的放出的氢。在放泄阀214和阻断阀208同时打开，或放泄阀214在阻断阀208之后打开的情况下，该量的放出的氢可包括第一量的氢的该部分的至少一部分。在放泄阀214在阻断阀208之前打开的情况下，被截留在导管234和236中的氢的一部分可放出作为该量的放出的氢，从而提供能力来允许第一量的氢的一部分转移到第二一个或多个导管234和236。
在移除该量的放出的氢之后，放泄阀114可与阻断阀108同时关闭或在阻断阀108关闭之后关闭。例如，可同时打开和同时关闭阻断阀208和放泄阀214，或备选地，可打开且后续关闭阻断阀208，之后打开且后续关闭放泄阀214。在阻断阀208和放泄阀214连续操作的情况下，导管234和236中的压力可低于用于转移第一量的氢的该部分的232和233中，因为氢更早地从放泄阀214排出。
方法可进一步包括在第二量的氢的温度升高时，例如使用压力传感器238测量导管234和236中的第二量的氢的压力。当第二量的氢的压力等于或超过第二选定压力，例如范围为35至44的压力，控制器将信号指令提供给放泄阀214，以使其打开且后续关闭，从而从导管234和236排出第二量的氢的一部分或全部。因此，导管234和236中的氢的压力降低。第二选定压力可与第一选定压力相同或不同，如果不同，则可低于第一选定压力。
方法可包括打开且后续关闭阻断阀226，从而从导管235移除第三量的氢的一部分，并且将第三量的氢的一部分转移到导管234和236。阻断阀208和阻断阀226可同时打开和同时关闭。另外，放泄阀214可在打开阻断阀208和阻断阀226的同时打开，并且放泄阀215可在关闭阻断阀208和阻断阀226关闭的同时关闭，以放出截留的氢。
方法可进一步包括在第三量的氢的温度升高时，例如使用压力传感器216测量导管235中的第三量的氢的压力。当第三量的氢的压力等于或超过第三选定压力，例如范围为35至44的压力，控制器对阻断阀226提供信号指令，以使其打开且后续关闭，从而从导管235移除第三量的氢的一部分，并且将第三量的氢的该部分转移到导管234和236。因此，导管235中的氢的压力降低。第三选定压力可与第一选定压力和/或第二选定压力相同或不同。
方法可然后进一步包括打开和关闭放泄阀214，从而从导管234和236排出第三量的氢的该部分的至少一部分。
在另一个实施例中，本发明涉及确定氢分配单元的控制阀104中的泄漏的方法。
泄漏检测方法包括经由氢分配单元1将氢从一个或多个供应容器102分配到接收容器118。使用控制阀104来控制氢的流率。氢传送通过热交换器106，以在氢分配到接收容器118中之前冷却氢。分配持续到分配目标量的氢，并且在转移目标量之后，终止分配。目标量可由接收容器118的目标压力设定，使得在达到目标压力时，终止分配。
在接收罐118达到目标压力之后，通过关闭阻断阀108来停止流。然后通过经由放泄阀114放泄转移管线中的至少一部分残余气体，在转移管线中在阻断阀108和分配喷嘴110之间的压力减小到例如大约0.3兆帕。当分配喷嘴处的压力充分减小时，分配喷嘴与插座112脱开。
在终止分配时，第一量的冷氢在导管130和132内被截留在控制阀104和阻断阀108之间。为了防止含H2气体损失，这个含H2气体不被放出。在关闭阀104和108时，第一量的氢被截留，并且在热交换器106中被冷却，且因此具有的温度例如低于-17.5℃或低于-33℃。第一量在导管130和132中施加压力。
在氢分配单元空载而等待填充另一个运载工具燃料罐时，导管130和132中的第一量的氢的温度将升高。在温度升高时，压力也升高。
泄漏检测方法包括在第一量的氢的温度和压力升高时，例如利用压力传感器107测量导管130和132中的第一量的氢的压力，从而确定测量的压力升高量。压力传感器107与控制器120处于信号连通，并且将表示压力的信号传递给控制器120。
泄漏检测方法包括比较测量的压力升高量与期望的压力升高量。根据导管130和132中的初始压力和初始温度，可针对截留的氢的期望的温度升高量计算期望的压力升高量。
泄漏检测方法包括响应于比较测量的压力升高量与期望的压力升高量而确定控制阀(104)是否在泄漏。可使用控制器120进行比较。

Claims (17)

1.一种操作氢分配单元的方法，包括：
经由所述氢分配单元将氢从供应容器分配到接收容器，所述氢分配单元包括热交换器，以在氢分配到所述接收容器中之前冷却氢，所述分配持续到分配目标量的氢，并且在此时，终止所述分配；
其中在终止所述分配时，第一量的氢被截留在一个或多个第一导管内，所述一个或多个第一导管操作性地连接多个阀，所述多个阀包括控制阀和阻断阀，在关闭所述多个阀时，所述第一量的氢被截留，所述第一量的氢的至少一部分已经在所述热交换器中被冷却，所述第一量的氢在所述一个或多个第一导管中施加压力；
测量所述一个或多个第一导管中的所述第一量的氢的压力；
当所述第一量的氢的压力等于或超过选定压力时，打开且后续关闭所述阻断阀，从而从所述一个或多个第一导管移除所述第一量的氢的一部分且将所述第一量的所述部分转移到一个或多个第二导管，所述一个或多个第二导管操作性地连接到所述阻断阀和放泄阀；以及
打开且后续关闭所述放泄阀，从而从所述一个或多个第二导管排出第一量的放出的氢。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一量的放出的氢包括所述第一量的氢的所述部分的至少一部分。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在打开且后续关闭所述阻断阀和打开且后续关闭所述放泄阀的步骤期间，在打开所述放泄阀的同时打开所述阻断阀，并且在关闭所述放泄阀的同时关闭所述阻断阀。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在打开且后续关闭所述阻断阀和打开且后续关闭所述放泄阀的步骤期间，在打开且后续关闭所述阻断阀之后，打开且后续关闭所述放泄阀。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一量的氢的至少一部分在第一次被截留时具有低于-17.5℃的初始温度。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一量的氢的至少一部分在第一次被截留时具有低于-33℃的初始温度。
7.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述控制阀为压力控制阀、可编程压力调整器或穹顶加载式调整器。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在终止所述分配步骤时，第二量的氢被截留在所述一个或多个第二导管内，所述一个或多个第二导管操作性地连接所述阻断阀、所述放泄阀和第二阻断阀；
其中所述第一量的放出的氢包括所述第二量的氢的一部分或全部。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在终止所述分配步骤时，第二量的氢被截留在所述一个或多个第二导管内，所述一个或多个第二导管操作性地连接所述阻断阀、所述放泄阀和第二阻断阀，所述第二量的氢在一个或多个第二导管中施加压力，所述方法进一步包括：
测量所述一个或多个第二导管中的所述第二量的氢的压力；以及
当所述第二量的氢的压力等于或超过第二选定压力时，打开且后续关闭所述放泄阀，从而从所述一个或多个第二导管排出所述第二量的氢的一部分或全部。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其特征在于，在终止所述分配步骤时，第三量的氢被截留在一个或多个第三导管内，所述一个或多个第三导管操作性地连接所述第二阻断阀和具有内部阀的分配喷嘴，所述第三量的氢在所述一个或多个第三导管中施加压力，所述方法进一步包括；
测量所述一个或多个第三导管中的所述第三量的氢的压力；以及
当所述第三量的氢的压力等于或超过第三选定压力时，打开且后续关闭所述第二阻断阀，从而从所述一个或多个第三导管移除所述第三量的氢的一部分，并且将所述第三量的所述部分转移到所述一个或多个第二导管；以及
打开且后续关闭所述放泄阀，从而从所述一个或多个第二导管排出所述第三量的氢的所述部分的至少一部分。
11.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其特征在于，在终止所述分配步骤时，第三量的氢被截留在一个或多个第三导管内，所述一个或多个第三导管操作性地连接所述第二阻断阀和具有内部阀的分配喷嘴，所述方法进一步包括：
打开且后续关闭所述第二阻断阀，从而从所述一个或多个第三导管移除所述第三量的氢的一部分，并且将所述第三量的所述部分转移到所述一个或多个第二导管，
其中在打开且后续关闭所述第二阻断阀和打开且后续关闭所述阻断阀的步骤期间，在打开所述阻断阀的同时打开所述第二阻断阀，并且在关闭所述阻断阀的同时关闭所述第二阻断阀。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收容器为一系列的接收容器中的第一接收容器，所述方法包括：
连接和脱开所述氢分配单元和所述系列的接收容器中的所述第一接收容器；以及
在已经将氢分配到所述系列的接收容器中的所述第一接收容器之后且在将氢分配到所述系列的接收容器中的后续第二接收容器之前，通过所述放泄阀排出截留的氢。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一量的氢在所述一个或多个第一导管内截留在所述控制阀和所述阻断阀之间。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收容器为陆地运载工具的燃料罐，或航空器的燃料罐。
15.一种确定氢分配单元的控制阀中的泄漏的方法，所述方法包括：
经由所述氢分配单元将氢从供应容器分配到接收容器，所述氢分配单元包括热交换器，以在氢分配到所述接收容器之前冷却氢，所述分配持续到分配目标量的氢，并且在此时，终止所述分配；
其中在终止所述分配时，第一量的氢被截留在一个或多个第一导管内，所述一个或多个第一导管操作性地连接多个阀，所述多个阀包括控制阀和阻断阀，在关闭所述多个阀时所述第一量的氢被截留，所述第一量的氢的至少一部分在所述热交换器中被冷却，所述第一量的氢在所述一个或多个第一导管中施加压力；
测量所述一个或多个第一导管中的所述第一量的氢的压力，从而确定测量的压力升高量；
比较所述测量的压力升高量与期望的压力升高量；以及
响应于比较所述测量的压力升高量与所述期望的压力升高量而确定所述控制阀是否在泄漏。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述接收容器为一系列的接收容器中的第一接收容器，所述方法包括：
连接和脱开所述氢分配单元和所述系列的接收容器中的所述第一接收容器；以及
响应于在已经将氢分配到所述系列的接收容器中的所述第一接收容器之后和在氢分配到所述系列的接收容器中的后续第二接收容器之前比较所述测量的压力升高量与所述期望的压力升高量，而确定所述控制阀是否在泄漏。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的方法，其特征在于，所述接收容器为陆地运载工具的燃料罐，或航空器的燃料罐。
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