CN111156414A - 非外部功能式氢气泄漏安全防护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种非外部功能式氢气泄漏安全防护系统及方法。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统可以应用在氢气的运输和储存过程中。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统可以有效的主动防止由于氢气的泄漏而造成的起火或者爆炸的问题。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统中，通过所述主动防护壳体提供泄漏积聚空间。所述泄漏积聚空间用于收集泄露氢气。所述单向调节结构和所述动态平衡控制结构配合使用，以调控所述泄漏积聚空间中的氢气当量，以使得环境中的氢气不再持续累积。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统可以主动的对泄漏氢气进行操作，减少了氢气泄漏带来的安全隐患。

Description

非外部功能式氢气泄漏安全防护系统及方法

技术领域

本申请涉及氢能源技术领域，特别是涉及一种非外部功能式氢气泄漏安全防护系统及方法。

背景技术

随着传统化石能源的大量开采和使用，导致的能源枯竭、气候变化和生态环境问题日益突出。然而可再生能源的不均匀性、间歇性造成并网后对电网的巨大冲击，因此储能技术至关重要。在众多的储能技术中，氢能因其高能量密度、可再生和清洁性具有明显的优势。

但氢气是一种极易燃易爆的气体，当氢气在空气中的体积分数超过4％-75％时，遇到火源，即可引起爆炸。在氢气的运输和储存过程中，氢气的泄漏难以避免，因此泄漏后的主动防护就显得极为重要。

发明内容

基于此，有必要针对在氢气的运输和储存过程中，氢气的泄漏容易造成起火或者爆炸的问题，提供一种非外部功能式氢气泄漏的主动安全防护系统及方法。

一种非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，包括：

主动防护壳体，与所述氢气运输管道可拆卸连接，所述主动防护壳体中具有用于容纳泄漏氢气的泄漏积聚空间，所述氢气运输管道之间通过管道接头连接，所述泄漏积聚空间环绕所述管道接头的外侧壁形成；

单向调节结构，与所述泄漏积聚空间连接，用于控制所述泄漏氢气单向传输；

动态平衡控制结构，与所述泄漏积聚空间和所述单向调节结构分别连接，用于控制非外部功能式氢气泄漏安全防护系统中泄漏氢气的动态平衡。

在一个实施例中，所述单向调节结构包括：

第一单向阀，设置于所述泄漏积聚空间和所述动态平衡控制结构的第一连接端之间，用于控制所述泄漏氢气由所述泄漏积聚空间向所述动态平衡控制结构单向流动；以及

第二单向阀，设置于所述动态平衡控制结构的第二连接端和所述泄漏积聚空间之间，用于控制所述泄漏氢气由所述动态平衡控制结构向所述泄漏积聚空间单向流动，所述第一单向阀的开启压力大于所述第二单向阀的开启压力。

在一个实施例中，所述动态平衡控制结构包括：

第一柱塞腔体，形成于所述动态平衡控制结构的第一连接端；

第二柱塞腔体，形成于所述动态平衡控制结构的第二连接端；

活塞，形成于所述第一柱塞腔体和所述第二柱塞腔体之间；

所述第一柱塞腔体和/或所述第二柱塞腔体设置有安全防护物质，用于降低所述泄露氢气的量。

在一个实施例中，所述第一柱塞腔体沿所述泄露氢气传输方向的直径大于所述第二柱塞腔体沿所述泄露氢气传输方向的直径。

在一个实施例中，所述活塞为密闭活塞；所述第二柱塞腔体中设置有吸附物。

在一个实施例中，所述吸附物为物理吸附物或者化学吸附物形成在所述第二柱塞腔体侧壁的吸附层，或者所述吸附物为散落在所述第二柱塞腔体的物理吸附物或者化学吸附物。

在一个实施例中，所述物理吸附物包括：碳纳米管或者活性炭；

所述化学吸附物包括：钛铁合金、钛铁碳合金、钙锰镍铝合金、钯金属中的任意一种或多种。

在一个实施例中，还包括：

存储结构，与所述第一柱塞腔体连接，用于存储经所述泄漏积聚空间传递出的所述泄漏氢气。

在一个实施例中，还包括：

更换结构，与所述第二柱塞腔体连接，用于更换所述第二柱塞腔体33中的所述安全防护物质。

一种非外部功能式氢气泄漏安全防护方法，采用上述任一项所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，实现以下步骤：

S100，提供所述泄漏积聚空间，所述泄漏积聚空间用于容纳泄漏氢气；

S200，实时获取所述泄漏积聚空间中的氢气压力；

S300，当所述氢气压力达到所述单向调节结构的第一预设压力时，所述动态平衡控制结构与所述单向调节结构协同工作，以使得所述泄漏积聚空间中的氢气不再持续累积。

在一个实施例中，所述步骤S100，提供所述泄漏积聚空间，所述泄漏积聚空间用于容纳泄漏氢气，具体包括：

S110，提供主动防护壳体，所述主动防护壳体与所述氢气运输管道可拆卸连接，所述氢气运输管道之间通过管道接头连接，所述主动防护壳体的内侧壁具有密闭紧固件；

S120，所述密闭紧固件与所述氢气运输管道和/或所述管道接头之间形成所述泄漏积聚空间，所述泄漏积聚空间用于容纳泄漏氢气。

在一个实施例中，所述单向调节结构包括：

第一单向阀，设置于所述泄漏积聚空间和所述动态平衡控制结构的第一连接端之间，用于控制所述泄漏氢气由所述泄漏积聚空间向所述动态平衡控制结构单向流动；以及

第二单向阀，设置于所述动态平衡控制结构的第二连接端和所述泄漏积聚空间之间，用于控制所述泄漏氢气由所述动态平衡控制结构向所述泄漏积聚空间单向流动，所述第一单向阀的开启压力大于所述第二单向阀的开启压力；

所述动态平衡控制结构包括：

第一柱塞腔体，形成于所述动态平衡控制结构的第一连接端；

第二柱塞腔体，形成于所述动态平衡控制结构的第二连接端；

活塞，形成于所述第一柱塞腔体和所述第二柱塞腔体之间；

所述第一柱塞腔体和/或所述第二柱塞腔体设置有吸附物，用于降低所述泄露氢气的量；

所述步骤S300，当所述氢气压力达到所述单向调节结构的第一预设压力时，所述动态平衡控制结构与所述单向调节结构协同工作，以使得所述泄漏积聚空间中的氢气不再持续累积，具体包括：

S310，当所述氢气压力达到所述第一单向阀的第一预设压力时，所述第一单向阀打开，所述泄漏氢气传输至所述第一柱塞腔体；

S320，所述第一柱塞腔体中的所述吸附物对所述泄漏氢气进行一定程度的吸收，并且当所述第一柱塞腔体中的所述泄漏氢气增多时，推动所述活塞向所述第二柱塞腔体运动；

S330，所述第二柱塞腔体中的所述吸附物对所述泄漏氢气进行一定程度的吸收，并且当所述第二柱塞腔体中所述氢气压力达到第二预设压力时，所述第二单向阀打开，所述泄漏氢气传输至所述泄漏积聚空间；

S340，循环上述步骤，通过所述动态平衡控制结构与所述单向调节结构协同工作，以使得所述泄漏积聚空间中的氢气不再持续累积。

本申请中提供一种非外部功能式氢气泄漏安全防护系统及方法。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统可以应用在氢气的运输和储存过程中。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统可以有效的主动防止由于氢气的泄漏而造成的起火或者爆炸的问题。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统中，通过所述主动防护壳体提供泄漏积聚空间。所述泄漏积聚空间用于收集泄露氢气。所述单向调节结构和所述动态平衡控制结构配合使用，以调控所述泄漏积聚空间中的氢气当量，以使得环境中的氢气不再持续累积。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统可以主动的对泄漏氢气进行操作，减少了氢气泄漏带来的安全隐患。

附图说明

图1为本申请一个实施例中提供的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统的结构示意图；

图2为本申请一个实施例中提供的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统的结构示意图；

图3为本申请一个实施例中提供的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统的结构示意图；

图4为本申请一个实施例中提供的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统的结构示意图；

图5为本申请一个实施例中提供的非外部功能式氢气泄漏安全防护方法的流程图。

附图标号说明：

非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100

主动防护壳体10；

管道接头12

氢气运输管道13

泄漏积聚空间14

单向调节结构20

第一单向阀21

第二单向阀22

动态平衡控制结构30

第一柱塞腔体31

活塞32

第二柱塞腔体33

存储结构40

更换结构50

检测器60

报警器90

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1，本申请提供一种非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100，包括：主动防护壳体10、单向调节结构20和动态平衡控制结构30。

所述主动防护壳体10与所述氢气运输管道13可拆卸连接。所述主动防护壳体10中具有用于容纳泄漏氢气的泄漏积聚空间14。所述氢气运输管道13之间通过管道接头12连接，所述泄漏积聚空间14环绕所述管道接头12的外侧壁形成。所述主动防护壳体10的内侧壁可设置密封件，用于实现所述容纳腔体的密封，避免泄漏氢气直接扩散至空气中。所述主动防护壳体10的外侧壁包括卡环与卡扣，用于实现与所述氢气运输管道13的可拆卸连接。

所述单向调节结构20与所述泄漏积聚空间14连接。所述单向调节结构20用于控制所述泄漏氢气单向传输。所述单向调节结构20具有一定的压力调节和控制功能。当所述泄漏积聚空间14中的氢气压力或者氢气浓度达到所述单向调节结构20的压力设定值时，所述单向调节结构20控制泄露氢气实现单向移动。

所述动态平衡控制结构30与所述泄漏积聚空间14和所述单向调节结构20分别连接。所述动态平衡控制结构30用于控制非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100中泄漏氢气的动态平衡。所述动态平衡控制结构30可以是可调节活塞或者能够自由移动的结构。

本实施例中，所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100可以应用在氢气的运输和储存过程中。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100可以有效的主动防止由于氢气的泄漏而造成的起火或者爆炸的问题。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100中，通过所述主动防护壳体10提供泄漏积聚空间14。所述泄漏积聚空间14用于收集泄露氢气。所述单向调节结构20和所述动态平衡控制结构30配合使用，以调控所述泄漏积聚空间14中的氢气当量，以使得环境中的氢气不再持续累积。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100可以主动的对泄漏氢气进行操作，减少了氢气泄漏带来的安全隐患。

在一个实施例中，所述主动防护壳体10设置于所述氢气运输管道13、所述氢气运输管道13的交叉口、所述氢气运输管道13的入口处或出口处、氢气存储装置的入口处或出口处或者氢气存储装置的侧壁。

本实施例中提供了所述主动防护壳体10可以设置的环境。所述主动防护壳体10可以设置在一切有可能发生氢气泄漏的位置。比如，所述主动防护壳体10可以设置于所述氢气运输管道13，避免由于所述氢气运输管道13的泄漏而导致的氢气的聚集。所述氢气运输管道13中充满气态氢气压力大于0.1MPa。所述主动防护壳体10还可以设置于所述氢气运输管道13的交叉口，所述主动防护壳体10可以将所述交叉口全部包裹在内，避免泄漏氢气扩散至大气中，发生危险。所述主动防护壳体10还可以设置于所述氢气运输管道13的入口处或出口处，或者是出口及入口的衔接处，避免入口处、出口处以及衔接处的密封效果不好带来的氢气泄漏。所述主动防护壳体10还可以设置于氢气存储装置的入口处或出口处。或者所述主动防护壳体10还可以设置于氢气存储装置的侧壁。当所述主动防护壳体10还可以设置于氢气存储装置的侧壁时，所述主动防护壳体10可以是通过边缘密闭贴附于氢气存储装置的收集结构，避免侧壁老化或者侧壁受侵蚀而导致的氢气泄漏。

请参阅图2，在一个实施例中，所述单向调节结构20包括：第一单向阀21和第二单向阀22。

所述第一单向阀21设置于所述泄漏积聚空间14和所述动态平衡控制结构30的第一连接端之间。所述第一单向阀21用于控制所述泄漏氢气由所述泄漏积聚空间14向所述动态平衡控制结构30单向流动。

所述第二单向阀22设置于所述动态平衡控制结构30的第二连接端和所述泄漏积聚空间14之间。所述第二单向阀22用于控制所述泄漏氢气由所述动态平衡控制结构30向所述泄漏积聚空间14单向流动。所述第一单向阀21的开启压力大于所述第二单向阀22的开启压力。

本实施例中，通过所述第一单向阀21和所述第二单向阀22实现了所述泄漏氢气在所述泄漏积聚空间14和所述动态平衡控制结构30之间的单相动态传输。所述第一单向阀21和所述第二单向阀22均可以为气液两相单向阀。

请继续参阅图2，在一个实施例中，所述动态平衡控制结构30包括：第一柱塞腔体31、活塞32和第二柱塞腔体33。

所述第一柱塞腔体31形成于所述动态平衡控制结构30的第一连接端。所述第二柱塞腔体33形成于所述动态平衡控制结构30的第二连接端。所述活塞32形成于所述第一柱塞腔体31和所述第二柱塞腔体33之间。存在于所述第一柱塞腔体31内的所述泄漏氢气可以推动所述活塞32向着所述第二柱塞腔体33所在的方向移动。所述活塞32可以看作包括三部分，设置于所述第一柱塞腔体31的第一压缩面、设置于所述第二柱塞腔体33的第二压缩面以及连接处。所述第一压缩面的面积大于所述第二压缩面的面积。

所述第一柱塞腔体31和/或所述第二柱塞腔体33设置有安全防护物质，用于降低所述泄露氢气的量。具体所述安全防护物质的状态可以不做限定，比如所述吸附物可以是固态、气态或者液态。所述安全防护物质包括上述的吸附物、反应材料和防护材料。所述吸附物可以是对所述泄漏氢气具有物理吸附作用的物质。所述吸附物也可以是对所述泄漏氢气具有化学吸附作用的物质。在所述第一柱塞腔体31和/或所述第二柱塞腔体33还可以设置有反应材料，比如能够实现化学吸附的金属氢化物。在所述第一柱塞腔体31和/或所述第二柱塞腔体33还可以设置有防护材料，比如氮气等有机气体，用于防止泄漏氢气产生剧烈反应。

本实施例中，提出一种可以实现管路中泄漏氢气动态平衡的控制结构。具体所述活塞32的结构形式可以如图2所示。本实施例中，在所述第一柱塞腔体31和/或所述第二柱塞腔体33设置吸附物，可以有效的降低所述泄露氢气的量。本实施例中，所述动态平衡控制结构30可以通过腔体内所述泄漏氢气的压力变化实现管路中泄漏氢气的动态平衡，无需更多的外界控制，也不会造成任何的危险。

在一个实施例中，所述第一柱塞腔体31沿所述泄露氢气传输方向的直径大于所述第二柱塞腔体33沿所述泄露氢气传输方向的直径。

本实施例中，设置所述第一柱塞腔体31和所述第二柱塞腔体33沿所述泄露氢气传输方向的直径的大小，有助于协助所述第一单向阀21和所述第二单向阀22实现所述泄露氢气在循环管路内实现单相传输。设置所述第一柱塞腔体31和所述第二柱塞腔体33沿所述泄露氢气传输方向的直径的大小，更有助于非外部功能式氢气泄漏安全防护系统功能的实现。

请参阅图3，在一个实施例中，所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100还包括：存储结构40。

所述存储结构40与所述第一柱塞腔体31连接，用于存储经所述泄漏积聚空间14传输出来的所述泄漏氢气。

本实施例中，所述存储结构40的内侧壁可以设置吸附材料。所述存储结构40用于对所述泄漏氢气，进行收集或者做进一步的吸附处理。在所述存储结构40可以开设出口，用于将存储的所述泄漏氢气传输出去，进行进一步的提纯处理，提纯后可以考虑是否可以再利用。在所述存储结构40中可以设置吸附物等降低氢气浓度的物质，或者在所述存储结构40设置出口，将所述泄漏氢气慢慢排出。或者对所述泄漏氢气进行再加工处理，使得再加工处理后的所述泄漏氢气可以被利用，避免能源的浪费。

请继续参阅图3，在一个实施例中，在所述第一柱塞腔体31和/或所述第二柱塞腔体33还可以设置加注接口，用于实现安全防护物质的定期补充/更换。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100中还可以包括更换结构50。所述更换结构通过所述加注接口与所述第二柱塞腔体33连接，用于更换所述第二柱塞腔体33中的所述安全防护物质。

在一个实施例中，所述单向调节结构20可以均采用气液两相单向阀。所述第一单向阀21可以为气液两相单向阀，所述第二单向阀22可以为气液两相单向阀。所述单向调节结构20采用气液两相单向阀，有利于控制所述泄漏氢气在管路内的单相传输。

在一个实施例中，所述吸附物为物理吸附物或者化学吸附物形成的吸附层，或者所述吸附物为散落在所述第一柱塞腔体31和/或所述第二柱塞腔体33的物理吸附物或者化学吸附物。在一个实施例中，所述存储结构40中也可以设置所述吸附物。

在一个实施例中，所述物理吸附物包括：碳纳米管、活性炭或者对氢气具有物理吸附能力的物质。所述化学吸附物包括：钛铁合金、钛铁碳合金、钙锰镍铝合金、钯金属或者对氢气具有化学吸附能力的物质中的任意一种或多种。所述吸附物的设置可以对泄漏氢气进行初步的吸附，第一时间较少/降低所述泄漏氢气的量(泄露氢气的含量/浓度)。

请参阅图4，所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100还包括检测器60和报警器90。

所述检测器60可以为所述氢气传感器。所述检测器60设置于所述泄露积聚空间14。所述检测器60可以为超高精度的氢气传感器。所述检测器60可以为氢气压力传感器或者氢气浓度传感器。

本实施例中，所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100中包括所述检测器60可以提高对泄露氢气的检测精度。并且，所述检测器60设置的位置可以有效的增加所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100的使用寿命。

所述报警器90与所述检测器60电连接。当所述检测器60检测到所述泄露积聚空间14中的氢气当量是否大于或等于氢气当量阈值时，向所述报警器90发送报警控制信号。

本实施例中，提供所述报警器90可以为警示灯或者蜂鸣器中的一种或多种。所述报警器90可以设置在所述主动防护壳体10的内壁上或者所述泄露积聚空间14内。所述报警器90还可以设置在所述主动防护壳体10的外壁上。本实施例中，所述报警器90用于检测所述泄露积聚空间14内的氢气含量，并进行预警。所述报警器90可以快速响应，以通知工作人员进行检修，防止泄漏氢气大量聚集。请参阅图5，本申请提供一种非外部功能式氢气泄漏安全防护方法，采用上述任一项所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100，实现以下步骤：

S100，提供所述泄漏积聚空间14，所述泄漏积聚空间14用于容纳泄漏氢气。

S200，实时获取所述泄漏积聚空间14中的氢气压力。

S300，当所述氢气压力达到所述单向调节结构20的第一预设压力时，所述动态平衡控制结构30与所述单向调节结构20协同工作，以使得所述泄漏积聚空间14中的氢气不再持续累积。

本实施例中，所述非外部功能式氢气泄漏安全防护方法可以应用在氢气的运输和储存过程中。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护方法可以有效的主动防止由于氢气的泄漏而造成的起火或者爆炸的问题。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护方法中，通过所述主动防护壳体10提供泄漏积聚空间14。所述泄漏积聚空间14用于收集泄露氢气。所述单向调节结构20可以实施获取所述泄漏氢气的压力。当所述氢气压力达到所述单向调节结构20的第一预设压力时，所述动态平衡控制结构30与所述单向调节结构20协同工作，以使得所述泄漏积聚空间14中的氢气不再持续累积。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护方法可以主动的对泄漏氢气进行操作，减少了氢气泄漏带来的安全隐患。

在一个实施例中，所述步骤S100，提供所述泄漏积聚空间14，所述泄漏积聚空间14用于容纳泄漏氢气，具体包括：

S110，提供主动防护壳体10，所述主动防护壳体10与所述氢气运输管道13可拆卸连接。所述氢气运输管道13之间通过管道接头12连接，所述主动防护壳体10的内侧壁具有密闭紧固件。本步骤中，所述主动防护壳体10可以设置的位置可以参考上述实施例中提供的各种位置。

S120，所述密闭紧固件与所述氢气运输管道13和/或所述管道接头12之间形成所述泄漏积聚空间14，所述泄漏积聚空间14用于容纳泄漏氢气。

本步骤中，所述泄漏积聚空间14的位置或者大小的设置可以根据具体的所述氢气运输管道13和/或所述管道接头12的结构不同，而进行合理化的设置。

在一个实施例中，所述单向调节结构20包括：第一单向阀21和第二单向阀22。具体所述第一单向阀21和所述第二单向阀22的结构设置，可以根据上述实施例中任一项提供的方案进行设置。

所述动态平衡控制结构30包括：第一柱塞腔体31、第二柱塞腔体33和活塞32。在所述第一柱塞腔体31和/或所述第二柱塞腔体33中设置吸附物。具体所述第一柱塞腔体31、所述第二柱塞腔体33和所述活塞32的结构设置，可以根据上述实施例中任一项提供的方案进行设置。

所述步骤S300，当所述氢气压力达到所述单向调节结构20的第一预设压力时，所述动态平衡控制结构30与所述单向调节结构20协同工作，以使得所述泄漏积聚空间14中的氢气不再持续累积，具体包括：

S310，当所述氢气压力达到所述第一单向阀21的第一预设压力时，所述第一单向阀21打开，所述泄漏氢气传输至所述第一柱塞腔体31。

S320，所述第一柱塞腔体31中的所述吸附物对所述泄漏氢气进行一定程度的吸收，并且当所述第一柱塞腔体31中的所述泄漏氢气的压力增加(包括所述泄漏氢气的含量增多或者浓度增加)时，推动所述活塞32向所述第二柱塞腔体33运动。

S330，所述第二柱塞腔体33中的所述吸附物对所述泄漏氢气进行一定程度的吸收，并且当所述第二柱塞腔体33中所述氢气压力达到第二预设压力时，所述第二单向阀22打开，所述泄漏氢气传输至所述泄漏积聚空间14。所述第二预设压力小于所述第一预设压力。因为此时的所述泄漏氢气已经被部分稀释了。

S340，循环上述步骤，通过所述动态平衡控制结构30与所述单向调节结构20协同工作，以使得所述泄漏积聚空间14中的氢气不再持续累积。

本实施例中，所述第一预设压力大于所述第二预设压力。所述泄漏积聚空间14、所述第一柱塞腔体31和所述第二柱塞腔体33形成泄漏氢气的传输回路。所述第一柱塞腔体31、所述第二柱塞腔体33和所述活塞32的结构设置使得泄漏氢气可以在中自由循环移动。所述第一柱塞腔体31和所述第二柱塞腔体33中的吸附物可以减少及降低所述泄漏氢气的浓度，使得所述泄漏积聚空间14中的氢气不再持续累积。

具体的实施例中，提供的如图2或3所示的所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100，当所述氢气运输管道13的连接部位发生异常泄漏时，导致微量氢气逸散出来，无需外界能量或动力来源，仅依靠逸散出来的氢气压力进行触发和防护。所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100可以通过释放安全防护物质的方式，使逸散出来的氢气不会在局部产生累积。

具体的实施例中，参考提供的如图2或3所示的所述非外部功能式氢气泄漏安全防护系统100，以及图4中提供的所述非外部功能式氢气泄漏安全防护方法分为以下步骤：

当所述氢气运输管道13内的氢气从所述管道接头12部位逸散出来时，会在主动防护壳体10内部的所述泄漏积聚空间14中产生聚集。

当所述泄漏积聚空间14的压力达到一定值时，氢气会通过所述第一单向阀21进入所述第一柱塞腔体31。

只要氢气还在不断逸散，所述泄漏积聚空间14的压力会一直增加，所述活塞32会持续向所述第二柱塞腔体33的方向移动，从而使所述第二柱塞腔体33中的安全防护物质进入所述泄漏积聚空间14。

所述单向调节结构20和所述动态平衡控制结构30均可以设置在可拆卸的所述主动防护壳体10内。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，其特征在于，包括：

主动防护壳体(10)，与所述氢气运输管道(13)可拆卸连接，所述主动防护壳体(10)中具有用于容纳泄漏氢气的泄漏积聚空间(14)，所述氢气运输管道(13)之间通过管道接头(12)连接，所述泄漏积聚空间(14)环绕所述管道接头(12)的外侧壁形成；

单向调节结构(20)，与所述泄漏积聚空间(14)连接，用于控制所述泄漏氢气单向传输；

动态平衡控制结构(30)，与所述泄漏积聚空间(14)和所述单向调节结构(20)分别连接，用于控制非外部功能式氢气泄漏安全防护系统(100)中泄漏氢气的动态平衡。

2.根据权利要求1所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，其特征在于，所述单向调节结构(20)包括：

第一单向阀(21)，设置于所述泄漏积聚空间(14)和所述动态平衡控制结构(30)的第一连接端之间，用于控制所述泄漏氢气由所述泄漏积聚空间(14)向所述动态平衡控制结构(30)单向流动；以及

第二单向阀(22)，设置于所述动态平衡控制结构(30)的第二连接端和所述泄漏积聚空间(14)之间，用于控制所述泄漏氢气由所述动态平衡控制结构(30)向所述泄漏积聚空间(14)单向流动，所述第一单向阀(21)的开启压力大于所述第二单向阀(22)的开启压力。

3.根据权利要求2所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，其特征在于，所述动态平衡控制结构(30)包括：

第一柱塞腔体(31)，形成于所述动态平衡控制结构(30)的第一连接端；

第二柱塞腔体(33)，形成于所述动态平衡控制结构(30)的第二连接端；

活塞(32)，形成于所述第一柱塞腔体(31)和所述第二柱塞腔体(33)之间；

所述第一柱塞腔体(31)和/或所述第二柱塞腔体(33)设置有安全防护物质，用于降低所述泄露氢气的量。

4.根据权利要求3所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，其特征在于，所述第一柱塞腔体(31)沿所述泄露氢气传输方向的直径大于所述第二柱塞腔体(33)沿所述泄露氢气传输方向的直径。

5.根据权利要求4所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，其特征在于，所述活塞(32)为密闭活塞；所述第二柱塞腔体(33)中设置有吸附物。

6.根据权利要求5所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，其特征在于，所述吸附物为物理吸附物或者化学吸附物形成在所述第二柱塞腔体(33)侧壁的吸附层，或者所述吸附物为散落在所述第二柱塞腔体(33)的物理吸附物或者化学吸附物。

7.根据权利要求6所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，其特征在于，所述物理吸附物包括：碳纳米管或者活性炭；

所述化学吸附物包括：钛铁合金、钛铁碳合金、钙锰镍铝合金、钯金属中的任意一种或多种。

8.根据权利要求7所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，其特征在于，还包括：

存储结构(40)，与所述第一柱塞腔体(31)连接，用于存储经所述泄漏积聚空间(14)传递出的所述泄漏氢气。

9.根据权利要求8所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统，其特征在于，还包括：

更换结构(50)，与所述第二柱塞腔体(33)连接，用于更换所述第二柱塞腔体(33)中的所述安全防护物质。

10.一种非外部功能式氢气泄漏安全防护方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护系统(100)，实现以下步骤：

S100，提供所述泄漏积聚空间(14)，所述泄漏积聚空间(14)用于容纳泄漏氢气；

S200，实时获取所述泄漏积聚空间(14)中的氢气压力；

S300，当所述氢气压力达到所述单向调节结构(20)的第一预设压力时，所述动态平衡控制结构(30)与所述单向调节结构(20)协同工作，以使得所述泄漏积聚空间(14)中的氢气不再持续累积。

11.根据权利要求10所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护方法，其特征在于，所述步骤S100，提供所述泄漏积聚空间(14)，所述泄漏积聚空间(14)用于容纳泄漏氢气，具体包括：

S110，提供主动防护壳体(10)，所述主动防护壳体(10)与所述氢气运输管道(13)可拆卸连接，所述氢气运输管道(13)之间通过管道接头(12)连接，所述主动防护壳体(10)的内侧壁具有密闭紧固件；

S120，所述密闭紧固件与所述氢气运输管道(13)和/或所述管道接头(12)之间形成所述泄漏积聚空间(14)，所述泄漏积聚空间(14)用于容纳泄漏氢气。

12.根据权利要求10所述的非外部功能式氢气泄漏安全防护方法，其特征在于，

所述单向调节结构(20)包括：

第一单向阀(21)，设置于所述泄漏积聚空间(14)和所述动态平衡控制结构(30)的第一连接端之间，用于控制所述泄漏氢气由所述泄漏积聚空间(14)向所述动态平衡控制结构(30)单向流动；以及

第二单向阀(22)，设置于所述动态平衡控制结构(30)的第二连接端和所述泄漏积聚空间(14)之间，用于控制所述泄漏氢气由所述动态平衡控制结构(30)向所述泄漏积聚空间(14)单向流动，所述第一单向阀(21)的开启压力大于所述第二单向阀(22)的开启压力；

所述动态平衡控制结构(30)包括：

第一柱塞腔体(31)，形成于所述动态平衡控制结构(30)的第一连接端；

第二柱塞腔体(33)，形成于所述动态平衡控制结构(30)的第二连接端；

活塞(32)，形成于所述第一柱塞腔体(31)和所述第二柱塞腔体(33)之间；

所述第一柱塞腔体(31)和/或所述第二柱塞腔体(33)设置有吸附物，用于降低所述泄露氢气的量；

所述步骤S300，当所述氢气压力达到所述单向调节结构(20)的第一预设压力时，所述动态平衡控制结构(30)与所述单向调节结构(20)协同工作，以使得所述泄漏积聚空间(14)中的氢气不再持续累积，具体包括：

S310，当所述氢气压力达到所述第一单向阀(21)的第一预设压力时，所述第一单向阀(21)打开，所述泄漏氢气传输至所述第一柱塞腔体(31)；

S320，所述第一柱塞腔体(31)中的所述吸附物对所述泄漏氢气进行一定程度的吸收，并且当所述第一柱塞腔体(31)中的所述泄漏氢气增多时，推动所述活塞(32)向所述第二柱塞腔体(33)运动；

S330，所述第二柱塞腔体(33)中的所述吸附物对所述泄漏氢气进行一定程度的吸收，并且当所述第二柱塞腔体(33)中所述氢气压力达到第二预设压力时，所述第二单向阀(22)打开，所述泄漏氢气传输至所述泄漏积聚空间(14)；

S340，循环上述步骤，通过所述动态平衡控制结构(30)与所述单向调节结构(20)协同工作，以使得所述泄漏积聚空间(14)中的氢气不再持续累积。

Images