CN214171950U - 基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置，涉及清洁能源应用和运输交通领域。它包括水密封容器，储氢罐，第一输氢管，第一水密封套管，第二输氢管，第二水密封套管，水密封加氢枪。本实用新型将加氢的输氢管全程无间断置于水下或水中，并设置加氢枪闭锁装置和泄漏收集贮气间等安全防护装置和功能，从而完全隔离空气以及有危害的静电、明火，实现加氢过程中完全水隔离防护。

Description

基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置

技术领域

本实用新型涉及清洁能源应用和运输交通领域，更具体地说它是一种基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置。

背景技术

目前氢燃料电池车多采用35Mpa或70Mpa储氢罐，两个或多个(重载卡车或大型客车)并联，通过管道连接至燃料电池装置的氢气输入口；上述车载储氢罐为高压容器，加氢站通常也为35Mpa和70Mpa多级压力加氢；在加氢前、加氢后都需要长时间的放静电过程，加氢的过程中如果发生泄漏，只能快速排放到大气中；因此加氢站、车载储氢罐的防静电及明火、加氢流程等有非常高的要求，使得加氢安全措施多、步骤复杂、耗时长(加氢只花费3分钟，全过程却可以超过30分钟)；具体局限性表现为：

1)对于车载储氢系统，主要的危险特征是泄漏引起高压爆炸。从储氢罐的压力上来说，压力一般大于35MPa，且都装有过压泄放装置、碰撞传感器、过流过温保护等，目的即为充分保证储氢罐的安全性。

2)车辆加氢前，如驶入加氢站时，车体不可避免带有大量静电，特别是轮胎等非金属部件去静电难、耗时长。

3)车辆和加氢设施要求在通风良好的地方，甚至要求无顶棚或蝶形顶棚设计，以保证氢气能迅速扩散到大气中，避免氢气的聚集导致燃爆。

4)此外，为保证氢泄漏时的安全性，燃料电池车的导体外壳与大地还需要进行可靠相连，防止产生静电引燃氢气。

上述特征都对氢燃料电池车的存放和加氢站内设备布置提出较高要求。

因此，研发一种在防爆、泄漏检测、隔离静电方面的安全性高，并大大简化相应设备设施的基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置，其特征在于：包括位于车内的水密封容器，位于水密封容器内的储氢罐，位于车内，且与储氢罐连接的第一输氢管，套装在第一输氢管上、且与水密封容器连接的第一水密封套管，位于车外的第二输氢管，套装在第二输氢管上的第二水密封套管，安装在第二水密封套管上的水密封加氢枪；

所述第一输氢管与第二输氢管可拆卸的连接；

所述第一水密封套管与第二水密封套管可拆卸的连接。

在上述技术方案中，所述第一输氢管和第一水密封套管通过双法兰联通器与第二输氢管和第二水密封套管可拆卸的连接；所述双法兰联通器包括位于第一输氢管和第二输氢管上的内层法兰联通器，位于第一水密封套管和第二水密封套管上的外层法兰联通器。

在上述技术方案中，所述水密封加氢枪包括泄漏收集贮气间，和位于水密封加氢枪内第二输氢管上的加氢枪闭锁装置。

在上述技术方案中，所述泄漏收集贮气间上有观察窗。

在上述技术方案中，所述泄漏收集贮气间内有氢气传感器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型将加氢的输氢管全程无间断置于水下或水中，并设置加氢枪闭锁装置和泄漏收集贮气间等安全防护装置和功能，从而完全隔离空气以及有危害的静电、明火，实现加氢过程中完全水隔离防护。

2)本实用新型不需要进行专门的防静电、放静电处理，且防泄漏、易监测；真正实现如然油一样加氢，真正实现加氢全过程只需3分钟。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A处的放大图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点将变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置，其特征在于：包括位于车内的水密封容器1，位于水密封容器1内的储氢罐11，位于车内，且与储氢罐11连接的第一输氢管21，套装在第一输氢管21上、且与水密封容器1连接的第一水密封套管31，位于车外的第二输氢管22，套装在第二输氢管22上的第二水密封套管32，安装在第二水密封套管32上的水密封加氢枪4；

所述第一输氢管21与第二输氢管22可拆卸的连接；

所述第一水密封套管31与第二水密封套管32可拆卸的连接。

所述第一输氢管21和第一水密封套管31通过双法兰联通器5与第二输氢管22和第二水密封套管32可拆卸的连接；所述双法兰联通器5包括位于第一输氢管21和第二输氢管22上的内层法兰联通器51，位于第一水密封套管31和第二水密封套管32上的外层法兰联通器52。

所述水密封加氢枪4包括泄漏收集贮气间41，和位于水密封加氢枪4内第二输氢管22上的加氢枪闭锁装置42。

所述泄漏收集贮气间41上有观察窗411。

所述泄漏收集贮气间41内有氢气传感器43。

实际使用中，储氢罐11为常规中高压气态存储装置，用于长管拖车的氢气运输；采用金属材质或新型轻质复合材料，相关要求需满足GB4962-2008《氢气使用安全技术规程》等相关标准、规范规定。

水密封容器1根据储氢罐11的外形定制，可以是单个储氢罐水封容器(如水箱等)，或是多个储氢罐11(并排布置时)共用的水封容器；水密封容器1的外壳可采用不锈钢、纯铝等防锈金属材料，也可以采用有机塑料等可以良好耐受氢气的材质；水密封容器1壳体具备正常气压下水密/气密条件；水密封容器1在方便的位置设置透明观察窗(柱)，用于观察内部储氢罐11的气体泄漏情况。

第一水密封套管31和第二水密封套管32根据第一输氢管21和第二输氢管22的外径定制，可以是单个管路单个水密封套管，或是多个输氢管路(共路径联排布置)共用的水封套管；水密封套管的外壳可采用不锈钢、纯铝等防锈金属材料，也可以采用有机塑料等可以良好耐受氢气的材质；水密封套管壳体具备正常气压下水密/气密条件。水密封套管在方便的位置设置透明观察窗(柱)，用于收集并观察内部输氢管的气体泄漏情况。

双法兰联通器5采用水(外层)、氢(内层)双法兰联通器结构。

水密封加氢枪4用以控制和实施加氢，通常有35Mpa和70Mpa两级。

泄漏收集贮气间41用于收集双法兰联通器5密封不足时的泄漏的少量氢气。

观察窗411用于观察泄漏收集贮气间41对应法兰连接处的氢气泄漏情况。

加氢枪闭锁装置42用于检测到加氢过程中，双法兰联通器5发生氢气泄漏时及时发出关闭信号和指令，同时快速关闭加氢回路。

氢气传感器43用于监测泄漏收集贮气间41内的气体信号，使得气体泄漏除观察外可通过仪器监测。

基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：首先通过内层法兰联通器51将第一输氢管21和第二输氢管22联通，即联通加氢回路；再通过外层法兰联通器52将第一水密封套管31和第二水密封套管32联通，即联通水回路；

步骤2：首先通过第二水密封套管32和第一水密封套管31向水密封容器1注水，当加氢回路为全浸状态时(双法兰联通器5上设有全浸水位刻度线)，通过水密封加氢枪4向储氢罐11加氢；

步骤3：加注完成后，关闭水密封加氢枪4的加氢回路，关闭并分隔内层法兰联通器51，关闭外层法兰联通器52，先内后外依次反转双法兰联通器5，水密封加氢枪4退出车辆加氢口，完成整个加氢过程，全程无需放静电处理；

步骤4：在加氢过程中，当水密封加氢枪4发生少量氢气泄漏时，氢气被监测泄漏收集贮气间41收集，通过观察窗411观察氢气泄漏情况(有气泡产生)，并被氢气传感器43捕捉，发出闭锁信号，加氢枪闭锁装置42启动，关闭加氢回路。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (5)

1.基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置，其特征在于：包括位于车内的水密封容器(1)，位于水密封容器(1)内的储氢罐(11)，位于车内，且与储氢罐(11)连接的第一输氢管(21)，套装在第一输氢管(21)上、且与水密封容器(1)连接的第一水密封套管(31)，位于车外的第二输氢管(22)，套装在第二输氢管(22)上的第二水密封套管(32)，安装在第二水密封套管(32)上的水密封加氢枪(4)；

所述第一输氢管(21)与第二输氢管(22)可拆卸的连接；

所述第一水密封套管(31)与第二水密封套管(32)可拆卸的连接。

2.根据权利要求1所述的基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置，其特征在于：所述第一输氢管(21)和第一水密封套管(31)通过双法兰联通器(5)与第二输氢管(22)和第二水密封套管(32)可拆卸的连接；所述双法兰联通器(5)包括位于第一输氢管(21)和第二输氢管(22)上的内层法兰联通器(51)，位于第一水密封套管(31)和第二水密封套管(32)上的外层法兰联通器(52)。

3.根据权利要求1所述的基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置，其特征在于：所述水密封加氢枪(4)包括泄漏收集贮气间(41)，和位于水密封加氢枪(4)内第二输氢管(22)上的加氢枪闭锁装置(42)。

4.根据权利要求3所述的基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置，其特征在于：所述泄漏收集贮气间(41)上有观察窗(411)。

5.根据权利要求4所述的基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置，其特征在于：所述泄漏收集贮气间(41)内有氢气传感器(43)。

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