CN212080862U - 一种加氢站双压缩机充装系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种加氢站双压缩机充装系统，属于加氢站充装技术领域，包括氢气源、第一管路、第一压缩机、第二管路、第三管路、低压储氢罐、第四管路、第二压缩机、第五管路、第六管路和第一中压储氢罐；所述氢气源、第一管路、第一压缩机、第二管路、第三管路和低压储氢罐依次连接；所述第四管路、第二压缩机、第五管路、第六管路和第一中压储氢罐依次连接；所述第四管路在远离第二压缩机的一端连接在第一管路上。本实用新型的一种加氢站双压缩机充装系统，能够将长管拖车中的氢气压力抽得更低，以提高长管拖车中的利用率，而且充装方式多样，能够满足不同场合的需求。

Description

一种加氢站双压缩机充装系统
技术领域
本实用新型属于加氢站充装技术领域，具体地说涉及一种加氢站双压缩机充装系统。
背景技术
随着氢燃料电池汽车的逐渐兴起，作为氢燃料电池汽车的配套设施，加氢站的建设目前也在加速进行。目前常规的流程中，加氢站需要利用压缩机，将长管拖车中的氢气压缩进入储氢罐进行储存，然后将该储氢罐中的氢气用于对氢燃料电池汽车进行加注。
对于35MPa加氢站而言，目前通常的做法是采用三组附近最高运行压力～45MPa的中压储氢罐，对氢燃料电池汽车进行加注。但随着长管拖车中氢气压力的降低，压缩机在对中压储氢罐进行充装时，压缩流量和效率逐渐降低，同时因压比不断增大会造成压缩机出口温度过高，因此长管拖车的余压在较高的5～7MPa时就无法再降低。这就无法使长管拖车中的氢气压力抽得更低，长管拖车中氢气的利用率不足。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种加氢站双压缩机充装系统，拟解决现有的充装系统无法将长管拖车中的氢气压力抽得更低，长管拖车中氢气的利用率不足，以及在不同场合如何最佳应用等问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种加氢站双压缩机充装系统，包括氢气源1、第一管路8、第一压缩机2、第二管路9、第三管路12、低压储氢罐4、第四管路11、第二压缩机3、第五管路13、第六管路14和第一中压储氢罐5；所述氢气源1、第一管路8、第一压缩机2、第二管路9、第三管路12和低压储氢罐4依次连接；所述第四管路11、第二压缩机3、第五管路13、第六管路14和第一中压储氢罐5依次连接；所述第四管路11在远离第二压缩机3的一端连接在第一管路8上。由上述结构可知，在氢气源1即长管拖车的氢气源气量充足时，开启第二压缩机3，氢气从氢气源1出来，经过第四管路11到达第二压缩机3进口，氢气经第二压缩机3加压后从第二压缩机3出口依次经第五管路13、第六管路14充装到第一中压储氢罐5；第五管路13、第六管路14可以是一根管路的前后两部分，也可以是两根前后衔接的管路；第二管路9、第三管路12可以是一根管路的前后两部分，也可以是两根前后衔接的管路；随着氢气源1气量的减少，第二压缩机3充装的压缩流量和效率逐渐降低。此时开启第一压缩机2，氢气源1的氢气经过第一管路8到达第一压缩机2进口，氢气经第一压缩机2加压后从第一压缩机2出口依次经第二管路9、第三管路12充装到低压储氢罐4。第一中压储氢罐5一般优选储存压力为45MPa对氢气储存，低压储氢罐4优选储存压力为20MPa对氢气储存，使得长管拖车中的氢气压力抽得更低，以提高长管拖车中氢气的利用率。
进一步的，还包括第一单向阀19、第一阀20、第二阀21、第二单向阀22、第三阀24和第四阀25；所述第一管路8上设有第一阀20；所述第一阀20和氢气源1之间的第一管路8上设有第一单向阀19；所述第四管路11连接在第一单向阀19和第一阀20之间的第一管路8上；所述第二阀21和第二单向阀22设在第二管路9上；所述第三阀24设在第四管路11；所述第四阀25设在第六管路14上。由上述结构可知，第一单向阀19确保氢气源1里的氢气不会回流；第二单向阀22确保氢气在第二管路9上不会回流；打开第一阀20、第二阀21，开启第一压缩机2，氢气源1的氢气经过第一管路8到达第一压缩机2进口，氢气经第一压缩机2加压后从第一压缩机2出口依次经第二管路9、第三管路12充装到低压储氢罐4。打开第三阀24和第四阀25，开启第二压缩机3，氢气从氢气源1出来，经过第四管路11到达第二压缩机3进口，氢气经第二压缩机3加压后从第二压缩机3出口依次经第五管路13、第六管路14充装到第一中压储氢罐5。第一压缩机2、第二压缩机3可以分别对低压储氢罐4、第一中压储氢罐5进行充装。
进一步的，还包括第七管路10和第五阀23；所述第七管路10两端分别连接在第一压缩机2和第二压缩机3的出气口上；所述第七管路10上设有第五阀23。由上述结构可知，关闭第三阀24，关闭第五阀23，关闭第四阀25，打开第一阀20，打开第二阀21，第一压缩机2对低压储氢罐4充装；关闭第三阀24，打开第五阀23，打开第四阀25，打开第一阀20，关闭第二阀21，第一压缩机2对第一中压储氢罐5充装；打开第三阀24，关闭第五阀23，打开第四阀25，关闭第一阀20，关闭第二阀21，第二压缩机3对第一中压储氢罐5充装；打开第三阀24，打开第五阀23，关闭第四阀25，关闭第一阀20，打开第二阀21，第一压缩机2对低压储氢罐4充装；打开第三阀24，打开第五阀23，打开第四阀25，打开第一阀20，关闭第二阀21，第一压缩机2、第二压缩机3共同对第一中压储氢罐5充装，充装效率更高；打开第三阀24，打开第五阀23，关闭第四阀25，打开第一阀20，打开第二阀21，第一压缩机2、第二压缩机3共同对低压储氢罐4充装，充装效率更高。实现了第一压缩机2可以单独对第一中压储氢罐5或低压储氢罐4充装，第二压缩机3也可以单独对第一中压储氢罐5或低压储氢罐4充装，所以即使第一压缩机2或第二压缩机3中有一个发生故障，也不影响充装的进行；第一压缩机2、第二压缩机3可以共同对低压储氢罐4或第一中压储氢罐5充装，提高了充装效率。这样即使氢气源1中为5-20MPa氢气，也能够充分充装到第一中压储氢罐5中，使得长管拖车中的氢气压力抽得更低，以提高长管拖车中氢气的利用率。
进一步的，还包括第八管路18和第六阀29；所述第八管路18两端分别连接在第三管路12上和第二压缩机3的进气口上；所述第八管路18上设有第六阀29。由上述结构可知，打开第一阀20，打开第二阀21，打开第六阀29，打开第四阀25，关闭第三阀24，关闭第五阀23，氢气源1内的氢气先由第一压缩机2对低压储氢罐4充装，然后和低压储氢罐4内的氢气一起被第二压缩机3加压充装到第一中压储氢罐5里。实现第一压缩机2和第二压缩机3串联运行，这样即使氢气源1中为5-20MPa氢气，也能够充分充装到第一中压储氢罐5中，使得长管拖车中的氢气压力抽得更低，以提高长管拖车中氢气的利用率。
进一步的，还包括第九管路17和第七阀28；所述第九管路17两端分别连接在第三管路12和第一压缩机2的进气口上；所述第九管路17上设有第七阀28。由上述结构可知，当氢气源1不在线时，由低压储氢罐4作为氢气源；打开第一阀20，打开第七阀28，打开第三阀24，打开第四阀25，其余阀关闭，低压储氢罐4内的氢气经过第二压缩机3充装到第一中压储氢罐5中；打开第五阀23，打开第七阀28，打开第四阀25，其余阀关闭，低压储氢罐4内的氢气经过第一压缩机2充装到第一中压储氢罐5中。使低压储氢罐4作为备用氢气源，确保第一中压储氢罐5压力足够。
进一步的，还包括安全阀30；所述安全阀30设置在第二管路9或第三管路12上，用于防止低压储氢罐4内的压力过高。由上述结构可知，安全阀30确保低压储氢罐4内压力不会超压。
进一步的，还包括第二中压储氢罐6、第三中压储氢罐7、第八阀26、第九阀27、第十管路15和第十一管路16；所述第二中压储氢罐6通过第十管路15连接在第五管路13上；所述第十管路15上设有第八阀26；所述第三中压储氢罐7通过第十一管路16连接在第五管路13上；所述第十一管路16上设有第九阀27。由上述结构可知，第二中压储氢罐6、第三中压储氢罐7和第一中压储氢罐5并联设置，第四阀25、第八阀26、第九阀27分别对应控制向第一中压储氢罐5、第二中压储氢罐6、第三中压储氢罐7充装氢气。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型公开了一种加氢站双压缩机充装系统，属于加氢站充装技术领域，包括氢气源、第一管路、第一压缩机、第二管路、第三管路、低压储氢罐、第四管路、第二压缩机、第五管路、第六管路和第一中压储氢罐；所述氢气源、第一管路、第一压缩机、第二管路、第三管路和低压储氢罐依次连接；所述第四管路、第二压缩机、第五管路、第六管路和第一中压储氢罐依次连接；所述第四管路在远离第二压缩机的一端连接在第一管路上。本实用新型的一种加氢站双压缩机充装系统，能够将长管拖车中的氢气压力抽得更低，以提高长管拖车中的利用率，而且充装方式多样，能够满足不同场合的需求。
附图说明
图1是本实用新型整体连接示意图；
附图中：1-氢气源、2-第一压缩机、3-第二压缩机、4-低压储氢罐、5-第一中压储氢罐、6-第二中压储氢罐、7-第三中压储氢罐、8-第一管路、9-第二管路、10-第七管路、11-第四管路、12-第三管路、13-第五管路、14-第六管路、15-第十管路、16-第十一管路、17-第九管路、18-第八管路、19-第一单向阀、20-第一阀、21-第二阀、22-第二单向阀、23-第五阀、24-第三阀、25-第四阀、26-第八阀、27-第九阀、28-第七阀、29-第六阀、30-安全阀。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型进一步详细说明，但是本实用新型不局限于以下实施例。
实施例一：
见附图1。一种加氢站双压缩机充装系统，包括氢气源1、第一管路8、第一压缩机2、第二管路9、第三管路12、低压储氢罐4、第四管路11、第二压缩机3、第五管路13、第六管路14和第一中压储氢罐5；所述氢气源1、第一管路8、第一压缩机2、第二管路9、第三管路12和低压储氢罐4依次连接；所述第四管路11、第二压缩机3、第五管路13、第六管路14和第一中压储氢罐5依次连接；所述第四管路11在远离第二压缩机3的一端连接在第一管路8上。由上述结构可知，在氢气源1即长管拖车的氢气源气量充足时，开启第二压缩机3，氢气从氢气源1出来，经过第四管路11到达第二压缩机3进口，氢气经第二压缩机3加压后从第二压缩机3出口依次经第五管路13、第六管路14充装到第一中压储氢罐5；第五管路13、第六管路14可以是一根管路的前后两部分，也可以是两根前后衔接的管路；第二管路9、第三管路12可以是一根管路的前后两部分，也可以是两根前后衔接的管路；随着氢气源1气量的减少，第二压缩机3充装的压缩流量和效率逐渐降低。此时开启第一压缩机2，氢气源1的氢气经过第一管路8到达第一压缩机2进口，氢气经第一压缩机2加压后从第一压缩机2出口依次经第二管路9、第三管路12充装到低压储氢罐4。第一中压储氢罐5一般优选储存压力为45MPa对氢气储存，低压储氢罐4优选储存压力为20MPa对氢气储存，使得长管拖车中的氢气压力抽得更低，以提高长管拖车中氢气的利用率。
实施例二：
见附图1。在实施例一的基础上，进一步的，还包括第一单向阀19、第一阀20、第二阀21、第二单向阀22、第三阀24和第四阀25；所述第一管路8上设有第一阀20；所述第一阀20和氢气源1之间的第一管路8上设有第一单向阀19；所述第四管路11连接在第一单向阀19和第一阀20之间的第一管路8上；所述第二阀21和第二单向阀22设在第二管路9上；所述第三阀24设在第四管路11；所述第四阀25设在第六管路14上。由上述结构可知，第一单向阀19确保氢气源1里的氢气不会回流；第二单向阀22确保氢气在第二管路9上不会回流；打开第一阀20、第二阀21，开启第一压缩机2，氢气源1的氢气经过第一管路8到达第一压缩机2进口，氢气经第一压缩机2加压后从第一压缩机2出口依次经第二管路9、第三管路12充装到低压储氢罐4。打开第三阀24和第四阀25，开启第二压缩机3，氢气从氢气源1出来，经过第四管路11到达第二压缩机3进口，氢气经第二压缩机3加压后从第二压缩机3出口依次经第五管路13、第六管路14充装到第一中压储氢罐5。第一压缩机2、第二压缩机3可以分别对低压储氢罐4、第一中压储氢罐5进行充装。
进一步的，还包括第七管路10和第五阀23；所述第七管路10两端分别连接在第一压缩机2和第二压缩机3的出气口上；所述第七管路10上设有第五阀23。由上述结构可知，关闭第三阀24，关闭第五阀23，关闭第四阀25，打开第一阀20，打开第二阀21，第一压缩机2对低压储氢罐4充装；关闭第三阀24，打开第五阀23，打开第四阀25，打开第一阀20，关闭第二阀21，第一压缩机2对第一中压储氢罐5充装；打开第三阀24，关闭第五阀23，打开第四阀25，关闭第一阀20，关闭第二阀21，第二压缩机3对第一中压储氢罐5充装；打开第三阀24，打开第五阀23，关闭第四阀25，关闭第一阀20，打开第二阀21，第一压缩机2对低压储氢罐4充装；打开第三阀24，打开第五阀23，打开第四阀25，打开第一阀20，关闭第二阀21，第一压缩机2、第二压缩机3共同对第一中压储氢罐5充装，充装效率更高；打开第三阀24，打开第五阀23，关闭第四阀25，打开第一阀20，打开第二阀21，第一压缩机2、第二压缩机3共同对低压储氢罐4充装，充装效率更高。实现了第一压缩机2可以单独对第一中压储氢罐5或低压储氢罐4充装，第二压缩机3也可以单独对第一中压储氢罐5或低压储氢罐4充装，所以即使第一压缩机2或第二压缩机3中有一个发生故障，也不影响充装的进行；第一压缩机2、第二压缩机3可以共同对低压储氢罐4或第一中压储氢罐5充装，提高了充装效率。这样即使氢气源1中为5-20MPa氢气，也能够充分充装到第一中压储氢罐5中，使得长管拖车中的氢气压力抽得更低，以提高长管拖车中氢气的利用率。
实施例三：
见附图1。在实施例二的基础上，进一步的，还包括第八管路18和第六阀29；所述第八管路18两端分别连接在第三管路12上和第二压缩机3的进气口上；所述第八管路18上设有第六阀29。由上述结构可知，打开第一阀20，打开第二阀21，打开第六阀29，打开第四阀25，关闭第三阀24，关闭第五阀23，氢气源1内的氢气先由第一压缩机2对低压储氢罐4充装，然后和低压储氢罐4内的氢气一起被第二压缩机3加压充装到第一中压储氢罐5里。实现第一压缩机2和第二压缩机3串联运行，这样即使氢气源1中为5-20MPa氢气，也能够充分充装到第一中压储氢罐5中，使得长管拖车中的氢气压力抽得更低，以提高长管拖车中氢气的利用率。
进一步的，还包括第九管路17和第七阀28；所述第九管路17两端分别连接在第三管路12和第一压缩机2的进气口上；所述第九管路17上设有第七阀28。由上述结构可知，当氢气源1不在线时，由低压储氢罐4作为氢气源；打开第一阀20，打开第七阀28，打开第三阀24，打开第四阀25，其余阀关闭，低压储氢罐4内的氢气经过第二压缩机3充装到第一中压储氢罐5中；打开第五阀23，打开第七阀28，打开第四阀25，其余阀关闭，低压储氢罐4内的氢气经过第一压缩机2充装到第一中压储氢罐5中。使低压储氢罐4作为备用氢气源，确保第一中压储氢罐5压力足够。
进一步的，还包括安全阀30；所述安全阀30设置在第二管路9或第三管路12上，用于防止低压储氢罐4内的压力过高。由上述结构可知，安全阀30确保低压储氢罐4内压力不会超压。
进一步的，还包括第二中压储氢罐6、第三中压储氢罐7、第八阀26、第九阀27、第十管路15和第十一管路16；所述第二中压储氢罐6通过第十管路15连接在第五管路13上；所述第十管路15上设有第八阀26；所述第三中压储氢罐7通过第十一管路16连接在第五管路13上；所述第十一管路16上设有第九阀27。由上述结构可知，第二中压储氢罐6、第三中压储氢罐7和第一中压储氢罐5并联设置，第四阀25、第八阀26、第九阀27分别对应控制向第一中压储氢罐5、第二中压储氢罐6、第三中压储氢罐7充装氢气。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种加氢站双压缩机充装系统，其特征在于：包括氢气源(1)、第一管路(8)、第一压缩机(2)、第二管路(9)、第三管路(12)、低压储氢罐(4)、第四管路(11)、第二压缩机(3)、第五管路(13)、第六管路(14)和第一中压储氢罐(5)；所述氢气源(1)、第一管路(8)、第一压缩机(2)、第二管路(9)、第三管路(12)和低压储氢罐(4)依次连接；所述第四管路(11)、第二压缩机(3)、第五管路(13)、第六管路(14)和第一中压储氢罐(5)依次连接；所述第四管路(11)在远离第二压缩机(3)的一端连接在第一管路(8)上。
2.根据权利要求1所述的一种加氢站双压缩机充装系统，其特征在于：还包括第一单向阀(19)、第一阀(20)、第二阀(21)、第二单向阀(22)、第三阀(24)和第四阀(25)；所述第一管路(8)上设有第一阀(20)；所述第一阀(20)和氢气源(1)之间的第一管路(8)上设有第一单向阀(19)；所述第四管路(11)连接在第一单向阀(19)和第一阀(20)之间的第一管路(8)上；所述第二阀(21)和第二单向阀(22)设在第二管路(9)上；所述第三阀(24)设在第四管路(11)；所述第四阀(25)设在第六管路(14)上。
3.根据权利要求2所述的一种加氢站双压缩机充装系统，其特征在于：还包括第七管路(10)和第五阀(23)；所述第七管路(10)两端分别连接在第一压缩机(2)和第二压缩机(3)的出气口上；所述第七管路(10)上设有第五阀(23)。
4.根据权利要求3所述的一种加氢站双压缩机充装系统，其特征在于：还包括第八管路(18)和第六阀(29)；所述第八管路(18)两端分别连接在第三管路(12)上和第二压缩机(3)的进气口上；所述第八管路(18)上设有第六阀(29)。
5.根据权利要求4所述的一种加氢站双压缩机充装系统，其特征在于：还包括第九管路(17)和第七阀(28)；所述第九管路(17)两端分别连接在第三管路(12)和第一压缩机(2)的进气口上；所述第九管路(17)上设有第七阀(28)。
6.根据权利要求5所述的一种加氢站双压缩机充装系统，其特征在于：还包括安全阀(30)；所述安全阀(30)设置在第二管路(9)或第三管路(12)上，用于防止低压储氢罐(4)内的压力过高。
7.根据权利要求6所述的一种加氢站双压缩机充装系统，其特征在于：还包括第二中压储氢罐(6)、第三中压储氢罐(7)、第八阀(26)、第九阀(27)、第十管路(15)和第十一管路(16)；所述第二中压储氢罐(6)通过第十管路(15)连接在第五管路(13)上；所述第十管路(15)上设有第八阀(26)；所述第三中压储氢罐(7)通过第十一管路(16)连接在第五管路(13)上；所述第十一管路(16)上设有第九阀(27)。
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