CN115560243A - 一种氢气装卸接头泄压置换装置及方法 - Google Patents

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王振中
赵雯晴
蒲鹤
丁莉丽
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Abstract

本发明提供了一种氢气装卸接头泄压置换装置，包括：氢气装卸接头，所述氢气装卸接头的一端通过第一管线与氢气储罐连接，另一端通过第二管线与氢气管束车连接；与所述第二管线连接的氮气供给管路；与所述第一管线连接的分离缓冲管路；其中，在所述第一管线中设有第一球阀，在所述第二管线中设有第二球阀，通过所述氮气供给管路和所述分离缓冲管路能够对所述第一球阀与所述第二球阀之间的管线通道进行氮气吹扫置换，并能够完成所述管线通道内氢气对氮气的置换及管道内氢气的泄压。本发明还提供了一种氢气装卸接头泄压置换方法。

Description

一种氢气装卸接头泄压置换装置及方法
技术领域
本发明属于氢气存储装卸技术领域，具体涉及一种氢气装卸接头泄压置换装置。本发明还涉及一种氢气装卸接头泄压置换方法。
背景技术
氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源发展方向。氢是可以取代石油的燃料，其燃烧产物是水和少量氮氧化合物，对空气污染很少。用氢气作燃料有许多优点，首先是干净卫生，氢气燃烧后的产物是水，不会污染环境，其次是氢气在燃烧时比汽油的发热量高。氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取，而且不需要对汽车发动机进行大的改装，因此氢能汽车具有广阔的应用前景。
世界各国如冰岛、中国、德国、日本和美国等不同的国家之间在氢能交通工具的商业化的方面已经出现了激烈的竞争。高压储氢、输氢因具有设备结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快等优点成为目前极具商业应用前景的氢能储输方式。随着氢能汽车的保有量迅速增加，氢气的存储装卸安全愈加重要。
目前，氢气的运输重要依靠氢气管束车来完成。具体地，氢气管束车从加氢母站充装完氢气后，将氢气运输至加氢站卸载氢气至氢气储罐。氢气在充装作业和装卸作业完成后，都需要对氢气接头部分残留氢气进行泄压置换。目前常用的泄压置换方法是将接头部分残留气体直接高空排放至接头内常压，随后直接断开接头，这样接头内少量氢气就地排放至附件装卸环境中。这种泄压置换方法存在氢气浪费和巨大安全隐患。
发明内容
针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种氢气装卸接头泄压置换装置，该氢气装卸接头泄压置换装置能够在氢气充装作业和氢气卸车作业中，对氢气装卸接头内残留氢气进行泄压置换，从而完成对氢气装卸接头部分气体稀释置换，能够有效保障氢气装卸接头管道的安全，并且能够避免氢气排放至大气中，避免了氢气浪费。
为此，根据本发明的第一方面，提供了一种氢气装卸接头泄压置换装置，包括：氢气装卸接头，所述氢气装卸接头的一端通过第一管线与氢气储罐连接，另一端通过第二管线与氢气管束车连接；与所述第二管线连接的氮气供给管路；与所述第一管线连接的分离缓冲管路；其中，在所述第一管线中设有第一球阀，在所述第二管线中设有第二球阀，通过所述氮气供给管路和所述分离缓冲管路能够对所述第一球阀与所述第二球阀之间的管线通道进行氮气吹扫置换，并能够完成所述管线通道内氢气对氮气的置换及管道内氢气的泄压。
在一个实施例中，所述氮气供给管路连接在所述氢气装卸接头与所述第二球阀之间，且所述氮气供给管路包括氮气瓶和用于控制所述氮气瓶开关的氮气阀。
在一个实施例中，所述分离缓冲管路的第一端连接在所述氢气装卸接头与所述第一球阀之间，第二端与所述氢气储罐连接，从而使所述分离缓冲管路与所述氢气储罐、所述第一管线连接形成循环回路。
在一个实施例中，所述分离缓冲管路包括缓冲罐和连接在所述缓冲罐的上游端的氢气膜分离器，所述分离缓冲管路能够通过所述氢气膜分离器分离氢气与氮气混合气体，并使分离得到的氢气进入所述缓冲罐。
在一个实施例中，在所述分离缓冲管路的第一端与所述氢气膜分离器之间设有吹扫阀。
在一个实施例中，在所述缓冲罐与所述氢气膜分离器之间设有缓冲罐阀。
在一个实施例中，所述氢气膜分离器设有放散口，所述氢气膜分离器分离出的氮气从所述放散口排空。
在一个实施例中，所述分离缓冲管路还包括连接在所述缓冲罐与所述氢气储罐之间的氢气压缩机，所述氢气压缩机能够将所述缓冲罐内的氢气加压后输送回所述氢气储罐。
根据本发明的第二方面，提供了一种使用如上所述的氢气装卸接头泄压置换装置的氢气装卸接头泄压置换方法，包括以下步骤：
步骤一：将所述氢气装卸接头泄压置换装置连接到氢气管束车与氢气储罐之间；
步骤二：对所述第一球阀与所述第二球阀之间的管线通道进行氮气吹扫置换；
步骤三：对所述管线通道进行氢气对氮气的置换；
步骤四：进行氢气充装作业或卸车作业；
步骤五：氢气充装作业或卸车作业完成后，对所述第一球阀与所述第二球阀之间的管线通道进行泄压；
步骤六：重复步骤二，以排出所述管线通道内的氢气与氮气混合气；
其中，在步骤三中，先对所述第一球阀与所述氢气装卸接头之间的第一通道进行氢气对氮气的置换，再对所述第二球阀与所述氢气装卸接头之间的第二通道进行氢气对氮气的置换。
在一个实施例中，在步骤二中，关闭所述第一球阀和所述第二球阀，并通过控制所述氮气供给管路中的氮气阀和所述分离缓冲管路中的吹扫阀对所述管线通道进行氮气吹扫置换。
在一个实施例中，在步骤六中，排出的氢气与氮气混合气经过氢气膜分离器分离，分离出的氮气从放散口排空，分离出的氢气进入缓冲罐并能够返回氢气储罐。
在一个实施例中，在步骤三中，关闭所述第二球阀和所述氮气供给管路中的氮气阀，通过控制所述第一球阀和所述分离缓冲管路中的吹扫阀及缓冲罐阀对所述第一通道进行氢气对氮气的置换。
在一个实施例中，在步骤三中，关闭所述第一球阀和所述氮气供给管路中的氮气阀，通过控制所述第二球阀和所述分离缓冲管路中的吹扫阀及缓冲罐阀对所述第二通道进行氢气对氮气的置换。
与现有技术相比，本申请的优点之处在于：
根据本发明的氢气装卸接头泄压置换装置及方法，其能够在氢气充装作业和氢气卸车作业过程中，对氢气装卸接头内残留氢气进行泄压置换，其能够通过氮气供给管路和分离缓冲管路完成对氢气装卸接头部分气体稀释置换，充分保障了氢气装卸接头管道的安全。并且，通过利用氢气膜分离器，完成泄压置换过程中氢气与其他气体的分离，以将氢气缓存于缓冲罐内，能够避免氢气排放至大气中，有效解决重大安全隐患问题。避免了氢气浪费，此外，通过该氢气装卸接头泄压置换装置及方法能够将泄压过程的氢气通过氢气压缩机加压后返回氢气储罐，完成对氢气的充分利用，避免了氢气浪费。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行说明。
图1显示了根据本发明的氢气装卸接头泄压置换装置的结构。
在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
下面通过附图来对本发明进行介绍。
图1显示了根据本发明的氢气装卸接头泄压置换装置100的结构。如图1所示，氢气装卸接头泄压置换装置100包括氢气管束车1、第二球阀2、氢气装卸接头3、第一球阀4、氢气储罐5、氮气阀6、吹扫阀7、氮气瓶8、氢气膜分离器9、放散口10、缓冲罐阀11、缓冲罐12、氢气压缩机13。其中，氮气阀6和氮气瓶8形成氮气供给管路。吹扫阀7、氢气膜分离器9、放散口10、缓冲罐阀11、缓冲罐12、氢气压缩机13形成分离缓冲管路7。氢气装卸接头泄压置换装置100用于连接在氢气管束车1和氢气储罐5之间，以对氢气装卸接头部分内的氢气进行置换和泄压。氢气储罐5可以为氢气母站的用于充装氢气的氢气储罐，也可以为加氢站的用于氢气卸车的氢气储罐。
根据本发明，氢气装卸接头3的一端(图1中的左端)通过第一管线31与氢气管束车1连接，另一端(图1中的右端)通过第二管线32与氢气储罐5连接。在第一管线31中设有第一球阀4，第一球阀4连接在氢气装卸接头3与氢气储罐5之间。在第二管线32中设有第二球阀2，第二球阀2连接在氢气装卸接头3与氢气管束车1之间。
在一个实施例中，氢气管束车1与第二球阀2通过不锈钢管螺纹相连，氢气储罐5与第一球阀4通过不锈钢管螺纹相连。
如图1所示，氮气供给管路连接在氢气装卸接头3与第二球阀2之间。氮气供给管路包括末端的氮气瓶8和连接在氮气瓶8的出口端的氮气阀6，氮气阀6用于控制氮气瓶8开启或关闭。
在一个实施例中，氮气阀6通过不锈钢管与氮气瓶8螺纹连接。氮气阀6的出口端与第二球阀2和氢气装卸接头3之间的管道通过金属软管相连。
根据本发明，分离缓冲管路的第一端连接在氢气装卸接头3与第一球阀4之间，第二端与氢气储罐5连接，从而使分离缓冲管路与氢气储罐5、第一管线连接形成循环回路。分离缓冲管路能够分离氢气与氮气混合气，并能够将分离出的氮气排空，而将分离出的氢气重新送返至氢气储罐5，从而实现氢气的充分利用。
如图1所示，分离缓冲管路包括缓冲罐12和连接在缓冲罐12的上游端的氢气膜分离器9，以及连接在缓冲罐12与氢气储罐5之间的氢气压缩机13。分离缓冲管路能够通过氢气膜分离器9分离氢气与氮气混合气体，并使分离得到的氢气进入缓冲罐12。氢气压缩机13能够将缓冲罐12内的氢气加压后输送回氢气储罐5。
氢气膜分离器9设有放散口10，氢气膜分离器9分离出的氮气直接从放散口10排空。在一个实施例中，氢气膜分离器9的上部出口与放散口10通过不锈钢管法兰连接，氢气膜分离器9的下部出口与缓冲罐阀11通过不锈钢管法兰连接。
根据本发明，在分离缓冲管路的第一端与氢气膜分离器9之间设有吹扫阀7。在缓冲罐12与氢气膜分离器9之间设有缓冲罐阀11。在一个实施例中，吹扫阀7通过不锈钢管与氢气膜分离器9采用法兰结构形成连接，缓冲罐阀11与缓冲罐12之间通过不锈钢管以法兰结构形成连接，缓冲罐12与氢气压缩机13之间通过不锈钢管采用法兰结构形成连接，氢气压缩机13与氢气储罐5之间通过不锈钢管采用法兰结构连接。吹扫阀7的下端口与第一球阀4和氢气装卸接头3之间的管道通过金属软管相连。
根据本发明的氢气装卸接头泄压置换装置100适用于加氢母站的氢气储罐5对氢气管束车1充装氢气作业，以及用于氢气管束车1对加氢站的氢气储罐5进行氢气卸车作业。
根据本发明，还提供了一种氢气装卸接头泄压置换方法，该氢气装卸接头泄压置换方法使用根据本发明的氢气装卸接头泄压置换装置100。下面具体介绍该氢气装卸接头泄压置换方法。
在通过加氢母站的氢气储罐5对氢气管束车1充装氢气前，将氢气装卸接头泄压置换装置100分别通过第一球阀4和第二球阀2连接到氢气管束车1与氢气储罐5之间。
之后，对第一球阀4与第二球阀2之间的管线通道进行氮气吹扫置换。具体为，关闭第二球阀2和第一球阀4，瞬时开启后关闭氮气阀6，氮气瓶8中的氮气迅速进入第二球阀2和第一球阀4之间的管线通道，然后，打开吹扫阀7排出管线通道内的氮气与空气混合气体。氮气吹扫置换重复至少三次。由此，利用氮气阀6、吹扫阀7和缓冲罐阀11配合实现第二球阀2和第一球阀4之间管线通道氮气吹扫置换。
氮气置换完成后，对第二球阀2和第一球阀4之间管线通道进行氢气对氮气的置换。具体地，先对第一球阀4与氢气装卸接头3之间的第一通道进行氢气对氮气的置换，再对第二球阀2与氢气装卸接头3之间的第二通道进行氢气对氮气的置换。
在本实施例中，在对第一球阀4与氢气装卸接头3之间的第一通道进行氢气对氮气置换的过程中，关闭氮气阀6和第二球阀2，瞬间开启后关闭第一球阀4，氢气储罐5内的氢气迅速进入氢气装卸接头3和第一球阀4之间的第一管道，打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出第一通道内的氢气与氮气混合气，氢气与氮气混合气通过氢气膜分离器9分离，分离出的氢气进入缓冲罐12，分离出的氮气直接通过放散口10排空，直至第一球阀4与氢气装卸接头3之间的第一通道达到常压，关闭吹扫阀7和缓冲罐阀11。
在对第二球阀2与氢气装卸接头3之间的第二通道进行氢气对氮气置换的过程中，关闭氮气阀6和第一球阀4，瞬间开启后关闭第二球阀2，氢气管束车1中的氢气迅速进入第二球阀2和氢气装卸接头3之间的第二通道，打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出第二通道内的氢气与氮气混合气，氢气与氮气混合气通过氢气膜分离器9分离，分离出的氢气进入缓冲罐12，分离出的氮气直接通过放散口10排空，直至第二球阀2和氢气装卸接头3之间的第二通道达到常压，关闭吹扫阀7和缓冲罐阀11。至此，完成氢气储罐5对氢气管束车1充装前的接头管道气体置换工作。
之后，关闭氮气阀6、吹扫阀7和缓冲罐阀11，打开第一球阀4和第二球阀2，以将加氢母站的氢气储罐5内的氢气充装至氢气管束车1，直至完成充装。
氢气储罐5完成充装氢气管束车1后，关闭第一球阀4和第二球阀2。此时第一球阀4和第二球阀2之间的管线通道内残留有20Mpa氢气。打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出第一球阀4和第二球阀2之间的管线通道内的氢气，氢气通过氢气膜分离器9后氢气进入缓冲罐12，直至第一球阀4和第二球阀2之间的管线通道达到常压。至此，完成氢气充装作业后的接头管道氢气泄压工作。
然后，关闭吹扫阀7和缓冲罐阀11，瞬时开启后关闭氮气阀6，氮气瓶8中的氮气迅速进入第一球阀4和第二球阀2之间的管线通道。打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出第一球阀4和第二球阀2之间的管线通道内的氢气与氮气混合气。氢气与氮气混合气通过氢气膜分离器9分离，分离出的氢气进入缓冲罐12，分离出的氮气直接通过放散口10排空，直至第一球阀4和第二球阀2之间的管线通道达到常压，重复氮气置换操作至少3次。
之后，在确认关闭缓冲罐阀11的情况下，开启氢气压缩机9，将缓冲罐12内的氢气加压后返回氢气储罐5，从而完成对氢气的充分利用，实现氢气的循环利用。由此，完成氢气充装作业后的接头管道氢气置换工作。
之后，断开氢气装卸接头3，以断开氢气管束车1与加氢母站的氢气储罐5的连接。具体地，断开氢气装卸接头3，断开氮气阀6下端口与第二球阀2和氢气装卸接头3之间第二通道相连的金属软管，断开吹扫阀7下端口与第一球阀4和氢气装卸接头3之间第一通道相连的金属软管。进而将氢气管束车1的氢气运往加氢站。
根据本发明，氢气管束车1对加氢站的氢气储罐5进行氢气卸车作业，其中的管道连接流程及置换泄压操作与加氢母站的氢气储罐5对氢气管束车1进行的氢气充装作业一致，这里不再赘述。
根据本发明的氢气装卸接头泄压置换装置及方法，其能够在氢气充装作业和氢气卸车作业过程中，对氢气装卸接头内残留氢气进行泄压置换，其能够通过氮气供给管路和分离缓冲管路完成对氢气装卸接头部分气体稀释置换，充分保障了氢气装卸接头管道的安全。并且，通过利用氢气膜分离器9，完成泄压置换过程中氢气与其他气体的分离，以将氢气缓存于缓冲罐12内，能够避免氢气排放至大气中，有效解决重大安全隐患问题。避免了氢气浪费，此外，通过该氢气装卸接头泄压置换装置及方法能够将泄压过程的氢气通过氢气压缩机13加压后返回氢气储罐5，完成对氢气的充分利用，避免了氢气浪费。
下面以具体的实施例，详细介绍根据本发明的氢气装卸接头泄压置换方法。
以氢气管束车1在加氢母站充装20Mpa氢气为例。
将氢气管束车1与氢气储罐5之间通过氢气装卸接头3连接后，氮气阀6下端口与第二球阀2和氢气装卸接头3之间的第二通道通过金属软管相连，吹扫阀7下端口与第一球阀4和氢气装卸接头3之间的第一通道通过金属软管相连。
之后，关闭第二球阀2和第一球阀4，开启氮气阀6后0.5秒瞬时关闭氮气阀6，氮气瓶8中的氮气迅速进入第二球阀2和第一球阀4之间的管线通道。打开吹扫阀7排出管线通道内的氮气与空气混合气体，氮气与空气混合气体通过放散口10排空，重复上述氮气置换操作至少三次。
氮气置换完成后，关闭氮气阀6，开启第一球阀4后0.5秒瞬间关闭氢气罐球阀4，氢气储罐5内的氢气迅速进入氢气装卸接头3和第一球阀4之间的第一通道，打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出第一通道内的氢气与氮气混合气，氢气与氮气混合气通过氢气膜分离器9分离，分离出的氢气进入缓冲罐12，分离出的氮气直接通过放散口10排空，直至氢气装卸接头3和第一球阀4之间的第一通道达到常压。
然后，开启第二球阀2后0.5秒瞬间关闭第二球阀2，氢气管束车1的氢气迅速进入第二球阀2和氢气装卸接头3之间的第二通道，打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出第二通道内的氢气与氮气混合气，氢气与氮气混合气通过氢气膜分离器9分离，分离出的氢气进入缓冲罐12，分离出的氮气直接通过放散口10排空，直至第二球阀2和氢气装卸接头3之间的第二通道达到常压，关闭吹扫阀7和缓冲罐阀11。由此，完成氢气储罐5对氢气管束车1充装前的接头管道部分的气体置换工作。
之后，开启第二球阀2和第一球阀4，氢气储罐5对充装氢气管束车1进行氢气充装。充装压力达到20Mpa后，关闭第二球阀2和第一球阀4，此时第二球阀2和第一球阀4之间的管线通道内残留有20Mpa氢气。打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出管线通道内的氢气，氢气通过氢气膜分离器9后进入缓冲罐12，直至第二球阀2和第一球阀4之间的管线通道达到常压，至此，完成氢气充装作业后的接头管道部分的氢气泄压工作。
之后，关闭吹扫阀7和缓冲罐阀11，瞬时开启后关闭氮气阀6，氮气瓶8中的氮气迅速进入第二球阀2和第一球阀4之间的管线通道，打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出管线通道内的氢气与氮气混合气，氢气与氮气混合气通过氢气膜分离器9分离，分离出的氢气进入缓冲罐12，分离出的氮气直接通过放散口10排空，直至管线通道达到常压。重复氮气置换操作至少3次。然后，在确认关闭缓冲罐阀11的情况下，开启氢气压缩机13，将缓冲罐12内的氢气加压至25Mpa后返回氢气储罐5，完成对氢气的充分利用。由此，完成氢气充装作业后的接头管道氢气置换工作。
之后，断开氢气装卸接头3，断开氮气阀6下端口与第二球阀2和氢气装卸接头3之间第二通道相连的金属软管，断开吹扫阀7下端口与第一球阀4和氢气装卸接头3之间第一通道相连的金属软管。由此，断开氢气管束车1与加氢母站的氢气储罐5的连接。氢气管束车1将氢气运往加氢站。
以氢气管束车1在加氢站卸20Mpa氢气为例。
将氢气管束车1与氢气储罐5之间通过氢气装卸接头3连接后，氮气阀6下端口与第二球阀2和氢气装卸接头3之间的第二通道通过金属软管相连，吹扫阀7下端口与第一球阀4和氢气装卸接头3之间的第一通道通过金属软管相连。
之后，关闭第二球阀2和第一球阀4，开启氮气阀6后0.5秒瞬时关闭氮气阀6，氮气瓶8中的氮气迅速进入第二球阀2和第一球阀4之间的管线通道。打开吹扫阀7排出管线通道内的氮气与空气混合气体，氮气与空气混合气体通过放散口10排空，重复上述氮气置换操作至少三次。
氮气置换完成后，关闭氮气阀6，开启第一球阀4后0.5秒瞬间关闭氢气罐球阀4，氢气储罐5内的氢气迅速进入氢气装卸接头3和第一球阀4之间的第一通道，打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出第一通道内的氢气与氮气混合气，氢气与氮气混合气通过氢气膜分离器9分离，分离出的氢气进入缓冲罐12，分离出的氮气直接通过放散口10排空，直至氢气装卸接头3和第一球阀4之间的第一通道达到常压。
然后，开启第二球阀2后0.5秒瞬间关闭第二球阀2，氢气管束车1的氢气迅速进入第二球阀2和氢气装卸接头3之间的第二通道，打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出第二通道内的氢气与氮气混合气，氢气与氮气混合气通过氢气膜分离器9分离，分离出的氢气进入缓冲罐12，分离出的氮气直接通过放散口10排空，直至第二球阀2和氢气装卸接头3之间的第二通道达到常压，关闭吹扫阀7和缓冲罐阀11。由此，完成氢气管束车1对氢气储罐5卸氢前的接头管道部分的气体置换工作。
之后，开启第二球阀2和第一球阀4，氢气管束车1对加氢站的氢气储罐5进行卸氢作业，卸氢待第二球阀2压力达到7Mpa后，关闭第二球阀2和第一球阀4，此时第二球阀2和第一球阀4之间的管线通道内残留有7Mpa氢气。打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出管线通道内的氢气，氢气通过氢气膜分离器9后进入缓冲罐12，直至第二球阀2和第一球阀4之间的管线通道达到常压，至此，完成卸氢作业后的接头管道部分的氢气泄压工作。
之后，关闭吹扫阀7和缓冲罐阀11，瞬时开启后关闭氮气阀6，氮气瓶8中的氮气迅速进入第二球阀2和第一球阀4之间的管线通道，打开吹扫阀7和缓冲罐阀11，排出管线通道内的氢气与氮气混合气，氢气与氮气混合气通过氢气膜分离器9分离，分离出的氢气进入缓冲罐12，分离出的氮气直接通过放散口10排空，直至管线通道达到常压。重复氮气置换操作至少3次。然后，在确认关闭缓冲罐阀11的情况下，开启氢气压缩机13，将缓冲罐12内的氢气加压至25Mpa后返回氢气储罐5，完成对氢气的充分利用。由此，完成氢气充装作业后的接头管道氢气置换工作。
之后，断开氢气装卸接头3，断开氮气阀6下端口与第二球阀2和氢气装卸接头3之间第二通道相连的金属软管，断开吹扫阀7下端口与第一球阀4和氢气装卸接头3之间第一通道相连的金属软管。由此，断开氢气管束车1与加氢母站的氢气储罐5的连接。氢气管束车1将前往加氢母站进行氢气充装作业。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种氢气装卸接头泄压置换装置，包括：
氢气装卸接头(3)，所述氢气装卸接头的一端通过第一管线(31)与氢气储罐(5)连接，另一端通过第二管线(32)与氢气管束车(1)连接；
与所述第二管线连接的氮气供给管路；
与所述第一管线连接的分离缓冲管路；
其中，在所述第一管线中设有第一球阀(4)，在所述第二管线中设有第二球阀(2)，通过所述氮气供给管路和所述分离缓冲管路能够对所述第一球阀与所述第二球阀之间的管线通道进行氮气吹扫置换，并能够完成所述管线通道内氢气对氮气的置换及管道内氢气的泄压。
2.根据权利要求1所述的氢气装卸接头泄压置换装置，其特征在于，所述氮气供给管路连接在所述氢气装卸接头与所述第二球阀之间，且所述氮气供给管路包括氮气瓶(8)和用于控制所述氮气瓶开关的氮气阀(6)。
3.根据权利要求1所述的氢气装卸接头泄压置换装置，其特征在于，所述分离缓冲管路的第一端连接在所述氢气装卸接头与所述第一球阀之间，第二端与所述氢气储罐连接，从而使所述分离缓冲管路与所述氢气储罐、所述第一管线连接形成循环回路。
4.根据权利要求3所述的氢气装卸接头泄压置换装置，其特征在于，所述分离缓冲管路包括缓冲罐(12)和连接在所述缓冲罐的上游端的氢气膜分离器(9)，
所述分离缓冲管路能够通过所述氢气膜分离器分离氢气与氮气混合气体，并使分离得到的氢气进入所述缓冲罐。
5.根据权利要求4所述的氢气装卸接头泄压置换装置，其特征在于，在所述分离缓冲管路的第一端与所述氢气膜分离器之间设有吹扫阀(7)。
6.根据权利要求4所述的氢气装卸接头泄压置换装置，其特征在于，在所述缓冲罐与所述氢气膜分离器之间设有缓冲罐阀(11)。
7.根据权利要求4到6中任一项所述的氢气装卸接头泄压置换装置，其特征在于，所述氢气膜分离器设有放散口(10)，所述氢气膜分离器分离出的氮气从所述放散口排空。
8.根据权利要求4到6中任一项所述的氢气装卸接头泄压置换装置，其特征在于，所述分离缓冲管路还包括连接在所述缓冲罐与所述氢气储罐之间的氢气压缩机(13)，所述氢气压缩机能够将所述缓冲罐内的氢气加压后输送回所述氢气储罐。
9.一种使用根据权利要求1至8中任一项所述的氢气装卸接头泄压置换装置的氢气装卸接头泄压置换方法，包括以下步骤：
步骤一：将所述氢气装卸接头泄压置换装置连接到氢气管束车与氢气储罐之间；
步骤二：对所述第一球阀与所述第二球阀之间的管线通道进行氮气吹扫置换；
步骤三：对所述管线通道进行氢气对氮气的置换；
步骤四：进行氢气充装作业或卸车作业；
步骤五：氢气充装作业或卸车作业完成后，对所述第一球阀与所述第二球阀之间的管线通道进行泄压；
步骤六：重复步骤二，以排出所述管线通道内的氢气与氮气混合气；
其中，在步骤三中，先对所述第一球阀与所述氢气装卸接头之间的第一通道进行氢气对氮气的置换，再对所述第二球阀与所述氢气装卸接头之间的第二通道进行氢气对氮气的置换。
10.根据权利要求9所述氢气装卸接头泄压置换方法，其特征在于，在步骤二中，关闭所述第一球阀和所述第二球阀，并通过控制所述氮气供给管路中的氮气阀和所述分离缓冲管路中的吹扫阀对所述管线通道进行氮气吹扫置换。
11.根据权利要求9所述氢气装卸接头泄压置换方法，其特征在于，在步骤六中，排出的氢气与氮气混合气经过氢气膜分离器分离，分离出的氮气从放散口排空，分离出的氢气进入缓冲罐并能够返回氢气储罐。
12.根据权利要求11所述氢气装卸接头泄压置换方法，其特征在于，在步骤三中，关闭所述第二球阀和所述氮气供给管路中的氮气阀，通过控制所述第一球阀和所述分离缓冲管路中的吹扫阀及缓冲罐阀对所述第一通道进行氢气对氮气的置换。
13.根据权利要求11或12所述氢气装卸接头泄压置换方法，其特征在于，在步骤三中，关闭所述第一球阀和所述氮气供给管路中的氮气阀，通过控制所述第二球阀和所述分离缓冲管路中的吹扫阀及缓冲罐阀对所述第二通道进行氢气对氮气的置换。
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