CN117249392A - 一种液氢加氢站系统与运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液氢加氢站系统与运行方法,系统包括依次串联设置的液氢源、第二液氢增压泵、第二液氢增压泵出口控制阀、兑温槽、加氢机,一端连接于液氢源与第二液氢增压泵之间、另一端连接于兑温槽的液氢气化管路、依次串联设于液氢气化管路上的第一液氢增压泵、第一液氢增压泵出口控制阀、气化器、储氢瓶组,以及两端分别与第二液氢增压泵的出口管道、第一液氢增压泵的出口管道相连接的双泵并联管道,双泵并联管道上设有并联管道低温液氢控制阀。与现有技术相比,本发明使用两个并联的液氢增压泵来接入系统,根据液氢加氢站加氢场景与需求,通过控制低温液氢阀与液氢增压泵的进出口流量和管道连接的方式来满足不同使用场景和加氢流量的需求。
Description
技术领域
本发明属于氢能与燃料电池汽车技术领域,涉及一种液氢加氢站系统与运行方法。
背景技术
大力发展氢能是实现能源结构转型和可持续发展的重要举措之一,加氢站是氢燃料电池等氢能利用设备能源补给的基础设施,是燃料电池汽车推广应用和氢能产业加速发展的重要前置条件。根据2020年10月27日由工业和信息化部指导、中国汽车工程学会修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》相关规划显示,到2025年,我国加氢站的建设目标为至少1000座;到2035年加氢站的建设目标为至少5000座。
根据站内氢气储存状态不同,加氢站分为气氢加氢站和液氢加氢站。其中,液氢加氢站具有储运效率高的优势,采用液氢直接增压气化的技术路线,可大幅度降低加氢站的运行能耗,是低能耗规模化加氢站的未来发展趋势。据H2Stations对全球加氢站的统计报告,截至2021年,全球共建成加氢站800多座,其中30%为液氢加氢站,主要分布在美国、欧洲和日本。德国LINDE(林德)公司是液氢加氢站研究、应用和推广的先锋,在美国Oakaland(CA)建造的液氢增压气化式加氢站的站内储氢量达到800kg,加注能力超过40kg/h(~0.67kg/min),能够同时满足35MPa和70MPa的氢气加注需求。但是,受制于液氢制取、储运、安全等一系列问题,我国液氢加氢站研究尚处于初级阶段,所需的关键装备技术不成熟,安全性能评估不充分。
液氢加氢站在加注氢气之前需要将液氢进行气化,会释放出大量的冷能可供使用。但是,国外现有的液氢加氢站,如日本东京有明加氢站、美国Plug Power公司为沃尔玛和亚马逊建造的大量液氢加氢站中都是使用空温式气化器,液氢在气化器中与空气发生热交换并气化升温,空气获得冷能并散逸入大气,导致冷能的浪费。授权号CN113531388 B及CN112682691 B中考虑到了液氢气化过程中大量的冷能被浪费,设计冷能回收系统来回收液氢气化过程的冷能。但这种回收冷能的方法效率较低,在大流量加注且冷箱最大储冷量有限的情况下,回收的冷能不足以预冷大流量常温高压气氢。而德国的Linde(林德)公司也采用气氢液氢掺混的方法来利用液氢的冷能,但是难以做到精确控温至SAE-J2601加注协议中规定的-40℃预冷加注温度。因此,设计一套可以有效利用液氢冷能给加氢机的输入氢气预冷的热管理系统有着很高的实际应用价值。
受到关键装备发展水平的限制,目前的液氢加氢站用液氢增压泵的输出流量不高,如德国林德公司的液氢增压泵的输出流量为50~70kg/h,即~1kg/min,我国科技部2022年“氢能技术”重点专项指南2.1“液氢加氢站关键装备研制与安全性研究”设定的液氢增压泵考核指标也为60kg/h(1kg/min)。但是,随着重卡等大容量燃料电池商用车(储氢量≥40kg)的大规模运行,对加氢站的快速加注提出了更高的要求。科技部2022年“氢能技术”重点专项指南2.1“液氢加氢站关键装备研制与安全性研究”设定的最大加氢速率≥7.2kg/min,但是现有液氢加氢站系统均无法满足快速加氢需求。
发明内容
本发明的目的就是提供一种液氢加氢站系统与运行方法,包含设有双液氢增压泵的液氢储存增压气化系统及热管理系统,使得液氢加氢站在使用现有液氢增压泵时仍可通过使用本发明所设计的系统结构来满足氢气快速加注的需求,且能有效利用液氢冷能,起到节能减排的作用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种液氢加氢站系统,包括
依次串联设置的液氢源、第二液氢增压泵、第二液氢增压泵出口控制阀、兑温槽、换热器、加氢机;
液氢气化管路,一端连接于液氢源与第二液氢增压泵之间,另一端连接于兑温槽;
依次串联设于液氢气化管路上的第一液氢增压泵、第一液氢增压泵出口控制阀、气化器、储氢机构;
双泵并联管道,两端分别与第二液氢增压泵的出口管道、第一液氢增压泵的出口管道相连接,所述双泵并联管道上设有并联管道低温液氢控制阀;以及,
冷源,与换热器换热连接。
进一步地,所述液氢源包括液氢槽罐车和/或液氢储罐。
进一步地,所述气化器包括依次串联设置的光管气化器和翅片管气化器。
进一步地,所述第一液氢增压泵的出口处、第二液氢增压泵的出口处还设有安全泄放阀门。
进一步地,所述第一液氢增压泵的出口处、第二液氢增压泵的出口处还设有氢压力传感器和/或氢温度传感器。
进一步地,所述储氢机构包括多个并联设置且具有不同压力等级的储氢瓶或储氢瓶组,可记为储氢瓶(组)。
一种基于上述的液氢加氢站系统的运行方法,包括:
补氢模式:开启第一液氢增压泵出口控制阀与并联管道低温液氢控制阀,关闭第二液氢增压泵出口控制阀,第二液氢增压泵与第一液氢增压泵并联设置,并将液氢源中的液氢增压后输入气化器加热气化,之后再输入至储氢机构中储存。
一种基于上述的液氢加氢站系统的运行方法,包括:
第一加氢模式:开启第一液氢增压泵出口控制阀与第二液氢增压泵出口控制阀,关闭并联管道低温液氢控制阀,第一液氢增压泵将液氢源中的液氢增压后输入气化器加热气化,第二液氢增压泵将液氢源中的液氢增压后输入兑温槽,并与储氢机构释放的气化后的氢混合,得到设定温度范围的氢,之后通过加氢机对外加氢。
一种基于上述的液氢加氢站系统的运行方法,包括:
第二加氢模式:开启并联管道低温液氢控制阀与第二液氢增压泵出口控制阀,关闭第一液氢增压泵出口控制阀,第二液氢增压泵与第一液氢增压泵并联设置,并将液氢源中的液氢增压后输入兑温槽,并与储氢机构释放的气化后的氢混合,得到设定温度范围的氢,之后通过加氢机对外加氢。
一种基于上述的液氢加氢站系统的运行方法,包括:
第三加氢模式:开启并联管道低温液氢控制阀与第二液氢增压泵出口控制阀,关闭第一液氢增压泵出口控制阀,第二液氢增压泵与第一液氢增压泵并联设置,并将液氢源中的液氢增压后输入兑温槽,并与储氢机构释放的气化后的氢混合,再经过换热器进行调温,得到设定温度范围的氢,之后通过加氢机对外加氢。其中,所述冷源可采用冷箱,也可采用制冷机。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)本发明中针对目前国内液氢增压泵能达到的最高流量仍无法满足液氢加氢站的快速加氢需求的问题,创新性的提出了双泵并联供氢策略,使用两个并联的液氢增压泵来接入系统,根据不同的液氢加氢站加氢场景与需求,通过控制低温液氢阀与液氢增压泵的进出口流量和管道连接的方式来满足不同使用场景和加氢流量的需求。以现有的低输出流量(~1kg/min)的液氢增压泵满足液氢加氢站的快速加氢需求(≥7.2kg/min),有助于液氢加氢站的推广应用;
2)本发明进一步优化了掺混兑温的控制策略,通过冷源提供冷能来对掺混兑温之后的气体的温度进行微调,从而更好的达到对氢气加注前预冷温度的控制,同时针对峰值加氢流量的应用场景下,仅仅依靠两台液氢增压泵提供的液氢的冷能无法满足掺混后氢气温度达到-40℃的要求,所以需要冷源中的冷媒提供进一步冷却所需要的冷能;
3)根据不同应用场景与需求设置不同的液氢增压泵和低温液氢阀的控制策略,进一步提高了液氢增压泵及液氢储存增压气化系统的利用效率,减少了液氢增压泵的频繁启停工况,有利于延长液氢增压泵的使用寿命。
附图说明
图1为实施例1中一种带双液氢增压泵及热管理系统的液氢加氢站系统的结构示意图;
图中标记说明:
1、液氢槽罐车;2、液氢储罐;3、第一液氢增压泵;4、第二液氢增压泵;5、第一液氢增压泵出口控制阀;6、并联管道低温液氢控制阀;7、第二液氢增压泵出口控制阀;8、气化器;81、光管气化器;82、翅片管气化器;9、储氢机构;10、冷源输出通道;11、冷源;12、换热器;13、兑温槽;14、加氢机;15、第一液氢增压泵输入管道;16、第二液氢增压泵输入管道;17、第一液氢增压泵输出管道;18、第二液氢增压泵输出管道;19、双泵并联管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示的一种液氢加氢站系统,包括依次串联设置在主管路上的液氢源、第二液氢增压泵4、第二液氢增压泵出口控制阀7、兑温槽13、加氢机14,一端连接于液氢源与第二液氢增压泵4之间、另一端连接于兑温槽13的液氢气化管路、依次串联设于液氢气化管路上的第一液氢增压泵3、第一液氢增压泵出口控制阀5、气化器8、储氢机构9,以及双泵并联管道19。
在一些具体的实施例中,主管路包括依次连接的第二液氢增压泵输入管道16、第二液氢增压泵输出管道18、冷源输出通道10。
在一些具体的实施例中,双泵并联管道19两端分别与第二液氢增压泵输出管道18、第一液氢增压泵输出管道17相连接,并且双泵并联管道19上设有并联管道低温液氢控制阀6。
在一些具体的实施例中,液氢源包括液氢槽罐车1和/或液氢储罐2,液氢槽罐车1可单独作为液氢源,或者对液氢储罐2进行补给,或者与液氢储罐2共同作为液氢源。
在一些具体的实施例中,气化器8包括依次串联设置的光管气化器8和翅片管气化器8,以分级对液氢进行加热气化。
在一些具体的实施例中,第一液氢增压泵3的出口处、第二液氢增压泵4的出口处还设有安全泄放阀门。
在一些具体的实施例中,第一液氢增压泵3的出口处、第二液氢增压泵4的出口处还设有氢压力传感器和/或氢温度传感器。
在一些具体的实施例中,储氢机构9包括多个并联设置且具有不同压力等级的的储氢瓶或储氢瓶组。
在一些具体的实施例中,第二液氢增压泵4、第二液氢增压泵出口控制阀7、兑温槽13中的温度传感器、第一液氢增压泵3、第一液氢增压泵出口控制阀5、并联管道低温液氢控制阀6均与中央处理器电连接,以统筹控制气氢与液氢的混合比例,达到加注速率与温度的精确高效调控:
系统中央处理器可以根据不同的应用场景及加氢需求以及站内目前的运行状态,通过调整两台液氢泵出口管道中的低温液氢阀门的状态,从而实现不同控制策略满足不同应用场景需求的目的。
一种液氢加氢站系统的运行方法,包括以下模式中的至少一种:
补氢模式:开启第一液氢增压泵出口控制阀5与并联管道低温液氢控制阀6,关闭第二液氢增压泵出口控制阀7,第二液氢增压泵4与第一液氢增压泵3并联设置,并将液氢源中的液氢增压后输入气化器8加热气化,之后再输入至储氢瓶组9中储存;
在一些具体的实施例中,补氢模式可在液氢加氢站没有氢燃料电池汽车的加氢需求,并且需要对高压储氢瓶组中没有达到额定压力的储氢瓶进行补气时启动。
在一些具体的实施例中,补氢模式中可对储氢机构9的不同压力等级的储氢瓶(组)逐一进行补充:在当前高压储氢瓶(组)内的压力达到额定压力后切换至下一高压储氢瓶(组)进行补气,或停止。
第一加氢模式:开启第一液氢增压泵出口控制阀5与第二液氢增压泵出口控制阀7,关闭并联管道低温液氢控制阀6,第一液氢增压泵3将液氢源中的液氢增压后输入气化器8加热气化,第二液氢增压泵4将液氢源中的液氢增压后输入兑温槽13,并与气化后的氢混合,得到设定温度范围的氢,之后通过加氢机14对外加氢;
在一些具体的实施例中,第一加氢模式可在液氢加氢站需要给氢燃料电池汽车加氢,但是加氢流量不大时启动,例如:当加氢流量小于等于3.36kg/min时。
在一些具体的实施例中,经过气化器8后,液氢气化为气氢后储存在高压储氢瓶组9中。第二液氢增压泵4将液氢压缩至高压,高压储氢瓶组输出常温同压气氢,基于温度传感器检测两处氢气的温度,上传至系统的中央处理器,通过系统的控制策略调节低温液氢与常温气氢的流量,在兑温槽13内部进行掺混兑温,使其温度保持在合适的范围内,进入加氢机中进行加氢,完成整个加氢过程。
第二加氢模式:开启并联管道低温液氢控制阀6与第二液氢增压泵出口控制阀7,关闭第一液氢增压泵出口控制阀5,第二液氢增压泵4与第一液氢增压泵3并联设置,并将液氢源中的液氢增压后输入兑温槽13,并与储氢瓶组9释放的气化后的氢混合,得到设定温度范围的氢,之后通过加氢机14对外加氢;
在一些具体的实施例中,第二加氢模式可在液氢加氢站需要给氢燃料电池汽车加氢,且加氢流量较大时启动,例如:加氢流量大于3.5kg/min小于等于7.0kg/min时。
在一些具体的实施例中,经过气化器8后,液氢气化为气氢后储存在高压储氢瓶组9中;两台液氢增压泵输出高压低温液氢。基于温度传感器检测两处氢气的温度,上传至系统的中央处理器,通过系统的控制策略调节低温氢与常温氢的流量,在兑温槽13内部进行掺混兑温,使其温度保持在合适的范围内,进入加氢机中进行加氢,完成整个加氢过程。
第三加氢模式:所述兑温槽13、加氢机14之间还设有换热器12,该换热器12通过并列设置的冷源输出通道10换热连接至冷源11;所述第三加氢模式包括:开启并联管道低温液氢控制阀6与第二液氢增压泵出口控制阀7,关闭第一液氢增压泵出口控制阀5,第二液氢增压泵4与第一液氢增压泵3并联设置,并将液氢源中的液氢增压后输入兑温槽13,并与储氢机构9释放的气化后的氢混合,再经过换热器12进行调温,得到设定温度范围的氢,之后通过加氢机14对外加氢。
在一些具体的实施例中,第三加氢模式可在液氢加氢站需要给氢燃料电池汽车加氢,且加氢流量较大时启动,例如:加氢流量大于6.72kg/min时。
在一些具体的实施例中,两台液氢增压泵输出的高压低温液氢都流向兑温槽13,高压储氢机构输出常温同压气氢,基于温度传感器检测两处氢气的温度,上传至系统的中央处理器,通过系统的控制策略调节低温氢与常温氢的流量,在兑温槽13内部进行掺混兑温,再通过换热器12对兑温后的混合气氢的温度进行进一步调整,使其温度保持在合适的范围内,进入加氢机中进行加氢,完成整个加氢过程。
以下实施例以本发明上述技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步的定义和解释。
下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
实施例1:
如图1所示的一种带双液氢增压泵及热管理系统的液氢加氢站系统,包括液氢槽罐车1,液氢槽罐车1连接站内液氢储罐2,通过液氢槽罐车输送管道给液氢加氢站液氢储罐2输送液氢,液氢储罐2连接第一液氢增压泵3和第二液氢增压泵4,两台液氢增压泵各自从液氢储罐中吸取液氢进行压缩,两台液氢增压泵并联连接,各自实现各自的功能不互相影响,同时第一液氢增压泵3出口处连接由光管气化器81与翅片管气化器82组成的气化器8,增压过的高压低温液氢在气化器8中吸收空气中的热量完成气化的过程,翅片管气化器82的出口连接液氢加氢站的高压储氢机构9,具体为高压储氢瓶组。而第二液氢增压泵4的出口与兑温槽13连接。在两个液氢增压泵输出管道之间设置一条双泵并联管道19,双泵并联管道19上有并联管道低温液氢控制阀6控制液氢的流向与流量。换热器12对来自兑温槽13中的氢气的温度进行微调后,接入加氢机14,给燃料电池汽车加注氢气。第一液氢增压泵出口控制阀5、并联管道低温液氢控制阀6、第二液氢增压泵出口控制阀7、第一液氢增压泵3、第二液氢增压泵4、气化器8、换热器12和兑温槽13均接入整个液氢加氢站的控制系统中,通过CPU进行监测和控制。
实施例2:
一种基于实施例1中液氢加氢站系统的补氢方法,包括:
当无车辆加氢时,加氢机14不需要工作,即整个液氢加氢站没有加氢需求,若此时站内的储氢瓶组的压力未达到额定压力,则整个液氢加氢站切换至补气策略。第二液氢增压泵出口控制阀7关闭,第一液氢增压泵出口控制阀5和并联管道低温液氢控制阀6打开,第一液氢增压泵3和第二液氢增压泵4同时从液氢储罐2中以1kg/min的速率取液氢进行增压,增压后的高压液氢输入到由光管气化器81与翅片管气化器82组成的气化器8中进行气化,气化后的气氢通入到压力未达到额定压力的储氢瓶组中,假设储氢瓶组中单个储氢瓶的体积为1m3,加氢结束后的压力为15MPa,如液氢增压泵需要提供氢气将单个储氢瓶的压力从15MPa补充到45MPa(对应于35MPa加氢站的标准储氢压力),298K,45MPa下氢气的密度为28.4524kg/m3,则此时储罐内氢气的质量为
m1=ρ*V=28.4524*1=28.4524kg
298K,15MPa下氢气的密度为11.1827kg/m3,则此时储罐内氢气的质量为
m2=ρ*V=11.1827*1=11.1827kg
则需要补充的氢气质量为
Δm=m1-m2=28.4524-11.1827=17.2697kg
若仅使用单个液氢增压泵以v=1kg/min的流量进行补气,则需要的时间为
若使用两台液氢增压泵同时以v=1kg/min的流量进行补气,则需要的时间为
可以看出,当使用两台液氢增压泵同时工作对储氢瓶组进行补气,则需要的时间可以缩短50%。储氢瓶组中未达到额定压力而需要进行补气的瓶越多,则双泵并联所节约的时间越多。
实施例3:
一种基于实施例1中液氢加氢站系统的加氢方法,包括:
当整个液氢加氢站70MPa加注等级的加氢流量小于等于3.36kg/min时,例如加氢流量为3.36kg/min,并联管道低温液氢控制阀6关闭,第一液氢增压泵出口控制阀5和第二液氢增压泵出口控制阀7打开,第一液氢增压泵3和第二液氢增压泵4同时开始工作,第一液氢增压泵3从液氢储罐2中吸取液氢进行增压,增压后的高压液氢输入到由光管气化器81与翅片管气化器82组成的气化器8中进行气化,气化后的气氢通入到压力未达到额定压力的储氢瓶(组)中。同时,第二液氢增压泵4也开始工作,从液氢储罐2中以1kg/min的流量吸取液氢进行增压,增压后的高压低温液氢通过第二液氢增压泵出口控制阀7通入兑温槽13中,高压储氢瓶组中的同压常温氢气以2.36kg/min的流量同时通入到兑温槽13中,33K、90MPa时的液氢焓值为:
H1=970.99kJ/kg
313.15K、45MPa时氢气的焓值为:
H2=5260.6kJ/kg
掺混之后氢气的焓值为:
对应的氢气温度为-40℃,满足加注氢气预冷温度条件,掺混兑温后的氢气通过加氢机14的70MPa加氢枪对70MPa车辆进行加注。
实施例4:
一种基于实施例1中液氢加氢站系统的加氢方法,包括:
当整个液氢加氢站35MPa加注等级的加氢流量大于3.5kg/min小于等于7.0kg/min时,例如加氢流量为7.0kg/min,第一液氢增压泵出口控制阀5关闭,并联管道低温液氢控制阀6和第二液氢增压泵出口控制阀7打开。第一液氢增压泵3和第二液氢增压泵4同时开始工作,分别从液氢储罐2中以1kg/min的流量吸取液氢进行增压,第一液氢增压泵3增压后的高压低温液氢不再通过气化器8气化后通入储氢瓶组内进行储存,而是与第二液氢增压泵4增压后的高压低温液氢共同通过第二液氢增压泵出口控制阀7通入兑温槽13中,高压储氢瓶组中的同压常温氢气以5kg/min的流量同时通入到兑温槽13中,25K、45MPa时的液氢焓值为:
H1=490.30kJ/kg
313.15K、45MPa时氢气的焓值为:
H2=4923.9kJ/kg
掺混之后氢气的焓值为:
对应的氢气温度为-40℃,满足加注氢气预冷温度条件,掺混兑温后的氢气通过加氢机14的35MPa加氢枪对35MPa车辆进行加注。
实施例5:
一种基于实施例1中液氢加氢站系统的加氢方法,包括:
当整个液氢加氢站70MPa加注等级的加氢流量大于6.72kg/min时,例如加氢流量为7.2kg/min,第一液氢增压泵出口控制阀5关闭,并联管道低温液氢控制阀6和第二液氢增压泵出口控制阀7打开。第一液氢增压泵3和第二液氢增压泵4同时开始工作,分别从液氢储罐2中以1kg/min的流量吸取液氢进行增压,第一液氢增压泵3增压后的高压低温液氢不再通过气化器8气化后通入储氢瓶组内进行储存,而是与第二液氢增压泵4增压后的高压低温液氢共同通过第二液氢增压泵出口控制阀7通入兑温槽13中,高压储氢瓶组中的同压常温氢气以5.2kg/min的流量同时通入到兑温槽13中,25K、90MPa时的液氢焓值为:
H1=970.99kJ/kg
313.15K、90MPa时氢气的焓值为:
H2=5260.6kJ/kg
掺混之后氢气的焓值为:
对应的氢气温度为-34.85℃,-40℃对应的焓值为3983.9kJ/kg,预冷至-40℃余下的85.14kJ冷能由换热器12提供,兑温后的氢气通过换热器12后,温度达到-40℃,满足加注氢气预冷温度条件,掺混兑温后的氢气通过加氢机14的70MPa加氢枪对70MPa车辆进行加注。
综上所述,本发明使得在现阶段液氢增压泵输出流量有限时可通过控制算法使得两台液氢增压泵相互配合工作,满足液氢加氢站的快速加注需求,本发明还使用了高低温气/液氢兑温结合换热器调温的方式实现了高压储氢瓶组中输出的常温氢气的快速预冷,如冷源为一个储存液氢气化时释放的冷能的冷箱,则可有效利用液氢冷能,节省了另外设置制冷机进行制冷所需的大量能耗,在满足液氢加氢站系统功能的同时降低了整站的能耗,起到了节能减排的作用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种液氢加氢站系统,其特征在于,包括
依次串联设置的液氢源、第二液氢增压泵(4)、第二液氢增压泵出口控制阀(7)、兑温槽(13)、换热器(12)、加氢机(14);
液氢气化管路,一端连接于液氢源与第二液氢增压泵(4)之间,另一端连接于兑温槽(13);
依次串联设于液氢气化管路上的第一液氢增压泵(3)、第一液氢增压泵出口控制阀(5)、气化器(8)、储氢机构(9);
双泵并联管道(19),两端分别与第二液氢增压泵(4)的出口管道、第一液氢增压泵(3)的出口管道相连接,所述双泵并联管道(19)上设有并联管道低温液氢控制阀(6);以及,
冷源(11),与换热器(12)换热连接。
2.根据权利要求1所述的液氢加氢站系统,其特征在于,所述液氢源包括液氢槽罐车(1)和/或液氢储罐(2)。
3.根据权利要求1所述的液氢加氢站系统,其特征在于,所述气化器(8)包括依次串联设置的光管气化器(81)和翅片管气化器(82)。
4.根据权利要求1所述的液氢加氢站系统,其特征在于,所述第一液氢增压泵(3)的出口处、第二液氢增压泵(4)的出口处还设有安全泄放阀门。
5.根据权利要求1所述的液氢加氢站系统,其特征在于,所述第一液氢增压泵(3)的出口处、第二液氢增压泵(4)的出口处还设有氢压力传感器和/或氢温度传感器。
6.根据权利要求1所述的液氢加氢站系统,其特征在于,所述储氢机构(9)包括多个并联设置且具有不同压力等级的单一储氢瓶或储氢瓶组。
7.一种基于权利要求1至6任一项所述的液氢加氢站系统的运行方法,其特征在于,该方法包括:
补氢模式:开启第一液氢增压泵出口控制阀(5)与并联管道低温液氢控制阀(6),关闭第二液氢增压泵出口控制阀(7),第二液氢增压泵(4)与第一液氢增压泵(3)并联设置,并将液氢源中的液氢增压后输入气化器(8)加热气化,之后再输入至储氢机构(9)中储存。
8.一种基于权利要求1至6任一项所述的液氢加氢站系统的运行方法,其特征在于,该方法包括:
第一加氢模式:开启第一液氢增压泵出口控制阀(5)与第二液氢增压泵出口控制阀(7),关闭并联管道低温液氢控制阀(6),第一液氢增压泵(3)将液氢源中的液氢增压后输入气化器(8)加热气化,第二液氢增压泵(4)将液氢源中的液氢增压后输入兑温槽(13),并与储氢机构(9)释放的气化后的氢混合,得到设定温度范围的氢,之后通过加氢机(14)对外加氢。
9.一种基于权利要求1至6任一项所述的液氢加氢站系统的运行方法,其特征在于,该方法包括:
第二加氢模式:开启并联管道低温液氢控制阀(6)与第二液氢增压泵出口控制阀(7),关闭第一液氢增压泵出口控制阀(5),第二液氢增压泵(4)与第一液氢增压泵(3)并联设置,并将液氢源中的液氢增压后输入兑温槽(13),并与储氢机构(9)释放的气化后的氢混合,得到设定温度范围的氢,之后通过加氢机(14)对外加氢。
10.一种基于权利要求1至6任一项所述的液氢加氢站系统的运行方法,其特征在于,该方法包括:
第三加氢模式:开启并联管道低温液氢控制阀(6)与第二液氢增压泵出口控制阀(7),关闭第一液氢增压泵出口控制阀(5),第二液氢增压泵(4)与第一液氢增压泵(3)并联设置,并将液氢源中的液氢增压后输入兑温槽(13),并与储氢机构(9)释放的气化后的氢混合,再经过换热器(12)进行调温,得到设定温度范围的氢,之后通过加氢机(14)对外加氢。
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