CN112781899A - 一种液氢气瓶火烧试验的装置 - Google Patents

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陈静
杨思锋
时云卿
申娟
赵康
张震
魏金莹
安刚
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Abstract

本发明属于氢燃料电池汽车安全检测技术领域，涉及到液氢瓶的安全检测，是一种在局部火烧和整体火烧条件下考核液氢气瓶安全性能的方法。一种液氢气瓶火烧试验的装置，包括燃烧系统(1)、阀门控制系统(2)、阀门系统(3)、吹除置换气源(4)、瓶阀保护壳(5)、数据采集系统(6)、燃烧瓶系统(7)、压力监测系统(8)、温度监测系统(9)。实现了储氢气瓶现场充装液氢，局部火烧和整体火烧均可进行试验，同时测量与控制系统实现了系统温度、压力等参数的实时监控与记录，并可进行远程操控，本成果实现了以液氢为介质的火烧试验，有明显实用价值。

Description

一种液氢气瓶火烧试验的装置
技术领域
本发明属于氢燃料电池汽车安全检测技术领域，涉及到液氢瓶的安全检测，是一种在局部火烧和整体火烧条件下考核液氢气瓶安全性能的方法。
背景技术
液氢气瓶火烧试验是液化氢气储运装备的一项重要的型式试验内容，主要考核车载液氢储存容器在火烧情况下压力泄放装置的工作能力和液氢储存容器的耐火烧性能，火烧试验结果是判定车载液氢储氢储存容器是否合格的重要依据。
联合国2013年发布了UN GTR13《氢和燃料电池汽车全球技术法规》，针对车用液氢储存系统提出了基本性能验证试验、使用性能验证试验、使用终止条件验证试验等要求，我国目前尚缺少液氢储运装备产品的性能测试和质量评价相关国家标准，本研制成果参考GTR13，结合我国实际情况，设计了相应试验系统，为将来火烧试验国家标准的制定提供试验数据。
在这种背景条件下，需要一种用于储氢气瓶火烧试验的系统和方法实现上述要求。
发明内容
一种液氢气瓶火烧试验的装置，包括燃烧系统(1)、阀门控制系统(2)、阀门系统(3)、吹除置换气源(4)、瓶阀保护壳(5)、数据采集系统(6)、燃烧瓶系统(7)、压力监测系统(8)、温度监测系统(9)。
所述燃料瓶系统以管路方式连接燃烧排；所述瓶阀保护壳包括加注口、排放口及吹除口，测试过程中可与待测气瓶连接，瓶阀保护壳连接待测气瓶；所述燃烧排分左右结构，可分别控制，通过阀门及控制系统调节燃烧排燃烧部位，从而控制系统局部及全部燃烧过程；所述燃烧瓶系统由供给气瓶及加热装置组成，加热装置采用电加热或微小气源加热，通过阀门及控制系统调节加热时间以便控制加热程度。
本成果根据试验要求，对储氢气瓶在现场进行液氢充装，之后以液化石油气为燃料，由燃烧器提供火源，对氢气瓶底部和侧面进行加热，直至瓶内氢气受热膨胀后通过压力泄放装置(PRD)正常泄放或者气瓶受压爆炸，以此考核气瓶在火烧情况下的安全性能。火烧过程中，温度和压力数据通过电缆实时传入数据采集系统以显示与存储，各气控阀门通过控制系统进行远程控制。
本成果实现了液氢气瓶的火烧试验，有明显实用价值。
附图说明
图1为本发明系统流程的示意图
图中：1-燃烧系统、2-阀门控制系统、3-阀门系统、4-吹除置换气源、5-瓶阀保护壳、6-数据采集系统、7-燃烧瓶系统、8-压力监测系统、9-温度监测系统。
具体实施方式
具体实施案例1：以下结合技术方案和附图1，详细说明本发明的实施案例。
将试验介质液氢充装至待测气瓶内，之后打开燃气，通过控制阀门系统开关位置可控制局部燃烧和整体燃烧方式。打开点火控制系统，点燃燃料形成火源，燃烧加热试验气瓶。调节燃气通过阀门的开度，实现火源大小的有效调节。通过测量与监控系统，实时监控气瓶外壁面附近区域温度、监测燃烧过程中气相压力等热响应参数，掌握试验液氢瓶火烧过程，对试验异常情况作出及时判断与处理。
充装液氢前对气瓶进行吹除，吹除与置换气体采用氮气和氢气，首先采用氮气进行吹除和置换，然后采用氢气置换，在液氢加注前，瓶内保持氢气的微正压环境，以确保液氢加注过程的安全。氮气和氢气分别通过液氢瓶加注口进入瓶内，再经瓶阀保护壳上的排放口和放空管排放至大气。
液氢加注系统包括液氢罐车、低温绝热软管及配套的低温阀门、放空管等。试验所用液氢通过液氢罐车运送至试验现场旁，经低温绝热软管输送至试验液氢瓶，再运送至火烧试验现场进行安装。
测控系统主要用于温度、压力等参数测量与采集、气控或电磁阀门的远程控制、试验现场的视频监控等，包括温度/压力传感器、数据采集系统、阀门控制系统、视频监控系统等部分。

Claims (7)

1.一种液氢气瓶火烧试验的装置，包括燃烧系统、阀门控制系统、阀门系统、吹出置换系统、瓶阀保护壳、数据采集系统、燃料瓶系统、压力监测系统、温度监测系统。
2.根据权利要求1所述的一种液氢气瓶火烧试验的装置，其特征在于：所述燃料瓶系统以管路方式连接燃烧排。
3.根据权利要求1所述的一种液氢气瓶火烧试验的装置，其特征在于：所述瓶阀保护壳包括加注口、排放口及吹除口，测试过程中可与待测气瓶连接，瓶阀保护壳连接待测气瓶。
4.根据权利要求1所述的一种液氢气瓶火烧试验的装置，其特征在于：所述燃烧排分左右结构，可分别控制，通过阀门及控制系统调节燃烧排燃烧部位，从而控制系统局部及全部燃烧过程。
5.根据权利要求1所述的一种液氢气瓶火烧试验的装置，其特征在于：所述燃烧瓶系统由供给气瓶及加热装置组成，加热装置采用电加热或微小气源加热，通过阀门及控制系统调节加热时间以便控制加热程度。
6.根据权利要求1所述的一种液氢气瓶火烧试验的装置，其特征在于：所述液氢增压系统包括液氢罐车、低温绝热软管及配套的低温阀门、放空管等。试验所用液氢通过液氢罐车运送至试验现场旁，经低温绝热软管输送至试验液氢瓶，再运送至火烧试验现场进行安装。
7.根据权利要求1所述的一种液氢气瓶火烧试验的装置，其特征在于：所述测控系统主要用于温度、压力等参数测量与采集、气控或电磁阀门的远程控制、试验现场的视频监控等，包括温度/压力传感器、数据采集系统、阀门控制系统、视频监控系统等部分。
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