CN212107879U - 一种站用储氢罐加氢管路及多站用储氢罐加氢管路 - Google Patents

Abstract

一种站用储氢罐加氢管路及多站用储氢罐加氢管路，它包括氢气源、压缩机、站用储氢罐；氢气源通过压缩机进口管与压缩机进口相连，压缩机出口通过站用储氢罐充装管与站用储氢罐相连，站用储氢罐充装管通过车载储氢瓶加氢管为车载储氢瓶供气；站用储氢罐充装管上设置有站用储氢罐进口切断阀和站用储氢罐隔离阀；站用储氢罐进口切断阀位于站用储氢罐充装管与车载储氢瓶加氢管连接点的上游端，站用储氢罐隔离阀位于站用储氢罐充装管与车载储氢瓶加氢管连接点的下游端；车载储氢瓶加氢管上设置有车载储氢瓶加氢管切断阀。该加氢管路能够在站用储氢罐压力过低时，切换管路，使氢气源出来的气体直接经过加压后为车载储氢瓶加氢。

Description

一种站用储氢罐加氢管路及多站用储氢罐加氢管路

技术领域

本实用新型涉及加氢站加氢领域，特指一种站用储氢罐加氢管路及多站用储氢罐加氢管路。

背景技术

以氢气为能源的燃料电池汽车具有环保、高效、零污染、零排放等优点。而氢燃料电池汽车需要以氢气作为燃料，为了减小氢气在车辆中的体积占比，需要利用高压车载储氢瓶将氢气进行储存。

目前现有的主流的加氢站是将长管拖车(氢气源)中运送来的低压氢气，通过压缩机加压后送到站用储氢罐中进行存储，然后站用储氢罐再通过加氢管路及下游的加氢机为车载储氢瓶加注氢气。该加注过程是利用站用储氢罐中的压力比车载储氢瓶的压力高，然后让两者进行均压。但当站用储氢罐中的压力不高于车载储氢瓶中的压力时，便无法实现对燃料电池汽车进行均压；则需要通过压缩机向站用储氢罐进行加压，待站用储氢罐的压力高于车载储氢瓶的压力时，才能继续利用储氢罐为车载储氢瓶进行加氢，这样会导致有加氢需求时的加氢效率变低。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种站用储氢罐加氢管路及多站用储氢罐加氢管路，它们能够在站用储氢罐压力过低时，切断去储氢罐的充装管路，使氢气源出来的气体直接经过加压后通过加氢机为车载储氢瓶加氢，然后在加氢结束后，再将站用储氢罐补充满。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种站用储氢罐加氢管路，其特征在于：它包括氢气源、压缩机、站用储氢罐；所述氢气源通过压缩机进口管与压缩机进口相连，所述压缩机出口通过站用储氢罐充装管与站用储氢罐相连，所述站用储氢罐充装管通过车载储氢瓶加氢管及下游的加氢机与车载储氢瓶相连；所述站用储氢罐充装管上设置有站用储氢罐进口切断阀和站用储氢罐隔离阀；所述站用储氢罐进口切断阀位于站用储氢罐充装管与车载储氢瓶加氢管连接点的上游端，所述站用储氢罐隔离阀位于站用储氢罐充装管与车载储氢瓶加氢管连接点的下游端；所述车载储氢瓶加氢管上设置有车载储氢瓶加氢管切断阀。

进一步的，所述站用储氢罐进口切断阀、站用储氢罐隔离阀和车载储氢瓶加氢管切断阀均为气动阀。

一种多站用储氢罐加氢管路，它包括氢气源、压缩机和多个站用储氢罐；所述氢气源通过压缩机进口管与压缩机进口相连，每个站用储氢罐均通过一根站用储氢罐充装管与压缩机出口相连，每根站用储氢罐充装管均通过一根车载储氢瓶加氢管及下游的加氢机与车载储氢瓶相连；每根站用储氢罐充装管上均设置有站用储氢罐进口切断阀和站用储氢罐隔离阀；其中，每个站用储氢罐进口切断阀均位于站用储氢罐充装管与车载储氢瓶加氢管连接点的上游端，每个站用储氢罐隔离阀位于站用储氢罐充装管与车载储氢瓶加氢管连接点的下游端；每根车载储氢瓶加氢管上均设置有车载储氢瓶加氢管切断阀。

进一步的，各站用储氢罐隔离阀中，有一个为气动阀，其余的均为手动阀。

进一步的，站用储氢罐进口切断阀和车载储氢瓶加氢管切断阀均为气动阀。

进一步的，为气动阀的站用储氢罐隔离阀、用储氢罐进口切断阀和车载储氢瓶加氢管切断阀均连接受控于控制器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的管路能够在站用储氢罐压力过低时，切换管路，使氢气源出来的气体直接经过加压后通过加氢机为车载储氢瓶加氢，然后在加氢结束后，再将站用储氢罐补充满。同时，在多个站用储氢罐的情况下，能够以最少的成本，实现氢气源对车载储氢瓶的直接充装。

附图说明

图1是实施例1的结构图；

图2是实施例2的结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

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

实施例1

如图1所示，本实用新型公开了站用储氢罐7压力过低状态下的一种站用储氢罐加氢管路，它包括氢气源1、压缩机3、站用储氢罐7；所述氢气源1通过压缩机进口管2与压缩机3进口相连，所述压缩机3出口通过站用储氢罐充装管5与站用储氢罐7相连，所述站用储氢罐充装管5通过车载储氢瓶加氢管8及下游的加氢机(加氢机图中未示出)与车载储氢瓶10相连；所述站用储氢罐充装管5上设置有站用储氢罐进口切断阀4和站用储氢罐隔离阀6；所述站用储氢罐进口切断阀4位于站用储氢罐充装管5与车载储氢瓶加氢管8连接点的上游端，所述站用储氢罐隔离阀6位于站用储氢罐充装管5与车载储氢瓶加氢管8连接点的下游端；所述车载储氢瓶加氢管8上设置有车载储氢瓶加氢管切断阀9。所述氢气源1为长管拖车中的氢气。

所述站用储氢罐进口切断阀4、站用储氢罐隔离阀6和车载储氢瓶加氢管切断阀9均为气动阀；均连接受控于控制系统。

如图1所示，氢气源1出来的氢气，先通过压缩机3加压后，经站用储氢罐充装管5送至站用储氢罐7中；此时站用储氢罐进口切断阀4和站用储氢罐隔离阀6处于打开状态，车载储氢瓶加氢管切断阀9处于关闭状态；待站用储氢罐7充满氢气后，站用储氢罐进口切断阀4和站用储氢罐隔离阀6关闭。站用储氢罐7通过下游的加氢机向车载储氢瓶10加氢时，打开站用储氢罐隔离阀6和车载储氢瓶加氢管切断阀9，使站用储氢罐7中的氢气经过站用储氢罐充装管5后端和车载储氢瓶加氢管8后再通过下游的加氢机进入车载储氢瓶10。当站用储氢罐7的压力过低，不高于车载储氢瓶10的压力时则没办法为车载储氢瓶10加注，此时，控制器控制站用储氢罐隔离阀6关闭，控制站用储氢罐进口切断阀4和车载储氢瓶加氢管切断阀9打开，使氢气源1出来的气体经压缩机3加压后，直接经站用储氢罐充装管5和车载储氢瓶加氢管8后再通过下游的加氢机进入车载储氢瓶10，完成氢气源1对车载储氢瓶10的直接加氢。当车载储氢瓶10，加氢完成后，控制器控制站用储氢罐进口切断阀4和站用储氢罐隔离阀6处于打开状态，车载储氢瓶加氢管切断阀9处于关闭状态，为站用储氢罐7补气。

由于上述过程，利用该管路系统，在站用储氢罐7压力过低时，氢气源1可以直接向车载储氢瓶10加压，而不必像现有技术那样，先给站用储氢罐7补气后再向车载储氢瓶10加氢，在加氢站短期加氢负荷较高时提高了加氢效率。

实施例2

如图2所示，本实用新型公开了站用储氢罐7压力过低状态下的一种多站用储氢罐加氢管路，它包括氢气源1、压缩机3和多个站用储氢罐7；所述氢气源1通过压缩机进口管2与压缩机3进口相连，每个站用储氢罐7均通过一根站用储氢罐充装管5与压缩机3出口相连，每根站用储氢罐充装管5均通过一根车载储氢瓶加氢管8及下游的加氢机(加氢机图中未示出)与车载储氢瓶10相连；每根站用储氢罐充装管5上均设置有站用储氢罐进口切断阀4和站用储氢罐隔离阀6；其中，每个站用储氢罐进口切断阀4均位于站用储氢罐充装管5与车载储氢瓶加氢管8连接点的上游端，每个站用储氢罐隔离阀6位于站用储氢罐充装管5与车载储氢瓶加氢管8连接点的下游端；每根车载储氢瓶加氢管8上均设置有车载储氢瓶加氢管切断阀9。

各站用储氢罐隔离阀6中，有一个为气动阀，其余的均为手动阀。

站用储氢罐进口切断阀4和车载储氢瓶加氢管切断阀9均为气动阀。

为气动阀的站用储氢罐隔离阀6、站用储氢罐进口切断阀4和车载储氢瓶加氢管切断阀9均连接受控于控制器。

现有加注过程是利用站用储氢罐7中的压力比车载储氢瓶10的压力高，然后让两者进行均压。如果直接利用压力最高的站用储氢罐7为车载储氢瓶10加注，则由于站用储氢罐7与车载储氢瓶10间的压差较大，则会导致均压过程中车载储氢瓶10温升过快，而为了解决该问题，本实用新型的加氢管路系统，有多个站用储氢罐7，使用时可以基于实际的储氢罐7中的压力情况，动态分成高、中、低压储氢罐；在对车载储氢瓶10加氢时，先使用低压的站用储氢罐7与车载储氢瓶10均压，等车载储氢瓶10压力升高到一定等级后，再用中压的站用储氢罐7与车载储氢瓶10均压，然后再是高压的。这样能够在均压过程中降低站用储氢罐7与车载储氢瓶10间的压差，减轻车载储氢瓶10温升过高的情况。当每个站用储氢罐7的压力均过低且不能与车载储氢瓶10均压时，而车载储氢瓶10没有被充满或还有其他的车辆需要继续加氢时，现有的常规方案是，先给各站用储氢罐7补气，然后在继续利用站用储氢罐7与车载储氢瓶10均压，这个过程加氢过慢，而本实用新型中，先关闭各站用储氢罐隔离阀6，打开一组站用储氢罐进口切断阀4和车载储氢瓶加氢管切断阀9，其余的站用储氢罐进口切断阀4和车载储氢瓶加氢管切断阀9均关闭，然后使氢气源1出来的气体经压缩机3加压后，经过打开的那一组站用储氢罐进口切断阀4和车载储氢瓶加氢管切断阀9直接为车载储氢瓶10加氢，而不像现有常规技术那样先进行站用储氢罐7补气，提高了加注效率。

各站用储氢罐隔离阀6中，有一个为气动阀，其余的均为手动阀。能够在节省设备成本、保证设备安全的同时，自动化的为车载储氢瓶10加氢。若每个站用储氢罐隔离阀6均为手动阀，若要实现压缩机3对车载储氢瓶10直充，需要现场临时关闭这些个手动阀，但是在直充任务结束后，要对这些站用储氢罐7进行补压时，又要去现场重新手动打开这些手动阀，对站用储氢罐7进行补压，非常麻烦。若每个站用储氢罐隔离阀6均为气动阀，可实现在需要用压缩机3对对车载储氢瓶10直充时，自动关闭这些气动阀，但是气动阀的数目过多，浪费投资。

而本实用新型的管路系统，同时规避了上述两种方式的缺点，使一个站用储氢罐7的站用储氢罐隔离阀6为气动阀，其余的为手动阀，既可实现站用储氢罐7压力均较低的情况下，对氢燃料电池汽车的自动直充，提高了加氢站的直充情况下的自动控制水平，增强了加氢站运行时的加氢能力同时使得在实现自动直充功能情况下的投资最省。

下面结合图2来对本实用新型的工作过程进行进一步的说明。

如图2所示，本实施例中，有三个站用储氢罐7；所述氢气源1通过压缩机进口管2与压缩机3进口相连，所述压缩机3出口通过站用储氢罐充装管一501与站用储氢罐一701相连，所述压缩机3出口通过站用储氢罐充装管二502与站用储氢罐二702相连，所述压缩机3出口通过站用储氢罐充装管三503与站用储氢罐三703相连；所述站用储氢罐充装管一501通过车载储氢瓶加氢管一801与车载储氢瓶10相连；所述站用储氢罐充装管二502通过车载储氢瓶加氢管二802与车载储氢瓶10相连；所述站用储氢罐充装管三503通过车载储氢瓶加氢管三803及下游的加氢机与车载储氢瓶10相连；

所述站用储氢罐充装管一501上设置有站用储氢罐进口切断阀一401和站用储氢罐隔离阀一601；所述站用储氢罐进口切断阀一401位于站用储氢罐充装管一501与车载储氢瓶加氢管一801连接点的上游端，所述站用储氢罐隔离阀一601位于站用储氢罐充装管一501与车载储氢瓶加氢管一801连接点的下游端；所述站用储氢罐充装管二502上设置有站用储氢罐进口切断阀二402和站用储氢罐隔离阀二602；所述站用储氢罐进口切断阀二402位于站用储氢罐充装管二502与车载储氢瓶加氢管二802连接点的上游端，所述站用储氢罐隔离阀二602位于站用储氢罐充装管二502与车载储氢瓶加氢管二802连接点的下游端；所述站用储氢罐充装管三503上设置有站用储氢罐进口切断阀三403和站用储氢罐隔离阀三603；所述站用储氢罐进口切断阀三403位于站用储氢罐充装管三503与车载储氢瓶加氢管三803连接点的上游端，所述站用储氢罐隔离阀三603位于站用储氢罐充装管三503与车载储氢瓶加氢管三803连接点的下游端；所述车载储氢瓶加氢管一801上设置有车载储氢瓶加氢管切断阀一901；

所述车载储氢瓶加氢管二802上设置有车载储氢瓶加氢管切断阀二902；

所述车载储氢瓶加氢管三803上设置有车载储氢瓶加氢管切断阀三903。

站用储氢罐隔离阀一601为气动阀，站用储氢罐隔离阀二602和站用储氢罐隔离阀三603为手动阀；其余的站用储氢罐进口切断阀4和车载储氢瓶加氢管切断阀9均为气动阀。所有的气动阀均能够在控制器的控制下，实现自动开闭。

如图2所示，氢气源1出来的氢气，先通过压缩机3加压后，经站用储氢罐充装管一501、站用储氢罐充装管二502、站用储氢罐充装管三503送至站用储氢罐一701、站用储氢罐二702、站用储氢罐三703中，假定某时站用储氢罐一701、站用储氢罐二702、站用储氢罐三703中的压力值关系为：站用储氢罐一701中的气体压力值＜站用储氢罐二702中的气体压力值＜站用储氢罐三703中的气体压力值；储氢罐充装过程中的顺序为：高、中、低，先充装压力最高且有充装需求的储氢罐，再按照同样的原则充中压罐，最后充低压罐。当站用储氢罐一701、站用储氢罐二702、站用储氢罐三703向车载储氢瓶10加氢时，按时间先后顺序依次打开站用储氢罐隔离阀一601、站用储氢罐隔离阀二602、站用储氢罐隔离阀三603和车载储氢瓶加氢管切断阀一901、车载储氢瓶加氢管切断阀二902、车载储氢瓶加氢管切断阀三903，使站用储氢罐一701、站用储氢罐二702、站用储氢罐三703中的氢气经过站用储氢罐充装管一501、站用储氢罐充装管二502、站用储氢罐充装管三503的后端和车载储氢瓶加氢管一801、车载储氢瓶加氢管二802、车载储氢瓶加氢管三803后再通过加氢机进入车载储氢瓶10。

当站用储氢罐一701、站用储氢罐二702、站用储氢罐三703的压力均过低，不高于车载储氢瓶10的压力时则没办法为车载储氢瓶10加注，此时，控制器控制站用储氢罐隔离阀一601关闭，控制站用储氢罐进口切断阀一401和车载储氢瓶加氢管切断阀一901打开，控制站用储氢罐进口切断阀二402、站用储氢罐进口切断阀三403和车载储氢瓶加氢管切断阀二902、车载储氢瓶加氢管切断阀三903关闭，使氢气源1出来的气体经压缩机3加压后，直接经站用储氢罐充装管一501和车载储氢瓶加氢管一801后再通过加氢机进入车载储氢瓶10，完成氢气源1对车载储氢瓶10的直接加氢。当车载储氢瓶10的加氢完成后，若接下来没有新的加氢任务，则系统会自动回复到正常的对储氢罐进行补压的步骤。

本实用新型通过增加最少成本的方式，在当加氢站所有的站用储氢罐7压力均较低时，利用压缩机3对氢燃料电池汽车车载钢瓶进行直充加氢，并实现直充过程的全自动化操作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种站用储氢罐加氢管路，其特征在于：它包括氢气源(1)、压缩机(3)、站用储氢罐(7)；所述氢气源(1)通过压缩机进口管(2)与压缩机(3)进口相连，所述压缩机(3)出口通过站用储氢罐充装管(5)与站用储氢罐(7)相连，所述站用储氢罐充装管(5)通过车载储氢瓶加氢管(8)为车载储氢瓶供气；所述站用储氢罐充装管(5)上设置有站用储氢罐进口切断阀(4)和站用储氢罐隔离阀(6)；所述站用储氢罐进口切断阀(4)位于站用储氢罐充装管(5)与车载储氢瓶加氢管(8)连接点的上游端，所述站用储氢罐隔离阀(6)位于站用储氢罐充装管(5)与车载储氢瓶加氢管(8)连接点的下游端；所述车载储氢瓶加氢管(8)上设置有车载储氢瓶加氢管切断阀(9)。

2.根据权利要求1所述的站用储氢罐加氢管路，其特征在于：所述站用储氢罐进口切断阀(4)、站用储氢罐隔离阀(6)和车载储氢瓶加氢管切断阀(9)均为气动阀。

3.一种多站用储氢罐加氢管路，其特征在于：它包括氢气源(1)、压缩机(3)和多个站用储氢罐(7)；所述氢气源(1)通过压缩机进口管(2)与压缩机(3)进口相连，每个站用储氢罐(7)均通过一根站用储氢罐充装管(5)与压缩机(3)出口相连，每根站用储氢罐充装管(5)均通过一根车载储氢瓶加氢管(8)与车载储氢瓶(10)相连；每根站用储氢罐充装管(5)上均设置有站用储氢罐进口切断阀(4)和站用储氢罐隔离阀(6)；其中，每个站用储氢罐进口切断阀(4)均位于站用储氢罐充装管(5)与车载储氢瓶加氢管(8)连接点的上游端，每个站用储氢罐隔离阀(6)位于站用储氢罐充装管(5)与车载储氢瓶加氢管(8)连接点的下游端；每根车载储氢瓶加氢管(8)上均设置有车载储氢瓶加氢管切断阀(9)。

4.根据权利要求3所述的多站用储氢罐加氢管路，其特征在于：各站用储氢罐隔离阀(6)中，有一个为气动阀，其余的均为手动阀。

5.根据权利要求4所述的多站用储氢罐加氢管路，其特征在于：站用储氢罐进口切断阀(4)和车载储氢瓶加氢管切断阀(9)均为气动阀。

6.根据权利要求5所述的多站用储氢罐加氢管路，其特征在于：为气动阀的站用储氢罐隔离阀(6)、用储氢罐进口切断阀和车载储氢瓶加氢管切断阀(9)均连接受控于控制器。

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