CN214840062U - 一种全浸式储氢系统 - Google Patents

Abstract

一种全浸式储氢系统，包括储氢装置，所述储氢装置设置在密封水仓内，所述储氢装置和密封水仓之间充满液体介质；所述密封水仓顶部为观察窗，所述观察窗上部设置有图像监控设备；所述观察窗通过排气阀与排氢装置连接；所述密封水仓上设置有进水管和补水阀，所述密封水仓侧壁上设置有漏水阀。本实用新型的储氢系统完全隔绝氧气，使储氢系统防火、防静电。本实用新型利用无氧环境实现氢气的储存，通过水压密封作用，可以减少氢气的泄漏，进一步提高了储氢装置的安全性。当不可避免发生泄漏时，通过图像监控设备、漏水阀、排氢装置共同作用，可以避免氢气立即泄漏到空气中，使系统安全、高效。

Description

一种全浸式储氢系统

技术领域

本实用新型属于水利水电机电技术领域，更具体地说是一种全浸式储氢系统。

背景技术

氢作为一种气态物质，人们一直致力于通过提高氢的密度将其储存来提高氢能利用的效率，但氢气储存难度较大，主要有以下三点原因：

第一，所有元素中氢的重量最轻，在标准状态下，它的密度为 0.0899g/L，为水的密度的万分之一。在-252.7℃时，可变成为液体，密度为70g/L，仅为水的十五分之一。

第二，作为元素周期表上的第一号元素,氢的原子半径非常小，氢气能穿过大部分肉眼看不到的微孔。不仅如此，在高温、高压下，氢气甚至可以穿过很厚的钢板。

第三，氢气非常活泼，稳定性极差，泄漏后易发生燃烧和爆炸。氢气的爆炸极限：4.0～74.2％(氢气的体积占混合气总体积比)。

储氢技术按存储原理分为物理储氢和化学储氢两大类。

物理储氢主要有：液化储存、高压储存、低温压缩储存等。

化学储氢有：金属氢化物储氢、活性炭吸附储存、碳纤维和碳纳米管储存、有机液氢化物储氢、无机物储氢等。

还有一些将要探索开发的技术有：玻璃微球储氢、无机物储氢、高压及液氢复合技术、储氢合金与高压复合技术以及地下岩洞储氢等等。

上述储氢技术中有些只停留在实验室阶段，目前较为成熟及前景较好的储氢技术，一共四种：高压气态储氢、低温液态储氢、固态合金储氢和有机液态储氢。

在上述四种储氢方式中，高压气态储氢成本最低，应用最广泛。但是根据《氢气使用安全技术规程》GB4962-2008，高压气态储氢时，有相当严格的安全技术要求，如(1)防止泄漏；(2)防火；(3)防爆；(4)防静电等等。

另一方面，因为氢气无色无味，一旦发生泄漏后，极易扩散，难以实时监测，不利于工作人员及时发现。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种全浸式储氢系统，利用无氧环境实现氢气的存储，从而保证氢能安全的存储。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种全浸式储氢系统，其特征在于：包括储氢装置，所述储氢装置设置在密封水仓内，所述储氢装置和密封水仓之间充满液体介质。

进一步的，所述密封水仓顶部为观察窗，所述观察窗上部设置有图像监控设备，用于监测密封水仓中泄漏气体信号。

进一步的，所述观察窗通过排气阀与排氢装置连接，用于将泄漏的氢气排出。

进一步的，所述液体介质为水。

进一步的，所述密封水仓上设置有进水管和补水阀，用于向密封水仓补充液体介质；所述密封水仓侧壁上设置有漏水阀，用于排液体介质。

进一步的，所述储氢装置分别与进气管和进气阀、出气阀和出气管连接，用于氢气输送。

进一步的，所述储氢装置采用金属材质或新型轻质复合材料。

本实用新型的有益效果为：

其一，本实用新型的储氢系统完全隔绝氧气，使储氢系统防火、防静电。

其二，本实用新型利用无氧环境实现氢气的储存，通过水压密封作用，可以减少氢气的泄漏，进一步提高了储氢装置的安全性。

其三，当不可避免发生泄漏时，通过图像监控设备、漏水阀、排氢装置共同作用，可以避免氢气立即泄漏到空气中，使系统安全、高效。

附图说明

图1为一种全浸式储氢系统结构示意图。

其中：储氢装置1，进气管2，进气阀3，出气阀4，出气管5，进水管6，补水阀7，漏水阀8，观察窗9，排气阀10，排氢装置11，图像监控设备12，密封水仓13，贮气间14，液体介质15。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1所示，一种全浸式储氢系统，包括储氢装置1，所述储氢装置1设置在密封水仓13内，所述储氢装置1和密封水仓13之间充满液体介质15，所述液体介质15为水。

所述密封水仓13顶部为透明的观察窗9，用于观测整个储氢装置的泄漏情况；所述观察窗9通过排气阀10与排氢装置11连接，用于将观察窗9和水位线15之间的氢气排出。

所述观察窗9上部设置有图像监控设备12，用于监测密封水仓 13中泄漏气体信号。

所述储氢装置1为常规中高压气态存储装置，用于存储氢气。采用金属材质或新型轻质复合材料，相关要求需满足GB 4962-2008《氢气使用安全技术规程》等相关标准、规范规定。

所述储氢装置1分别与进气管2和进气阀3、出气阀4和出气管 5连接，用于氢气输送。

所述密封水仓13上设置有进水管6和补水阀7，用于向密封水仓13补充水。

所述密封水仓13侧壁上设置有漏水阀8，当发生氢气泄漏，且泄漏的氢气压力达到1MPa时，达到漏水阀压力设定值，密封水仓内水向外溢满排出。

首次工作启动时，通过进气管2、进气阀3、储氢装置1、出气阀4、出气管5等常规含氢气装置的相关操作，使得储氢装置含一定量氢气。

与此同时，开启进水管6和补水阀7，打开排气阀10，使得密封水仓13内充满水，水位线和观察窗平齐。漏水阀8设置为达到1Mpa 压力自动开启，因此整个补水过程中，漏水阀8为关闭状态。

当水位线和观察窗9平齐后，排气阀10关闭，补水阀7关闭。整个密封水仓13充满水。系统正常运行。

系统正常运行时，通过图像监控设备12观察整个储氢装置的运行情况。图像监控装置具备动态识别功能，当正常运行时，整个系统应该是静止不动状态；当出现异常时，如氢气泄漏，此时泄漏氢气会形成一连串水泡，图像监控装置将识别此异常状态，并向后台监控系统发出警报；其他异常情况，如设备倒塌、异物入侵等等，均能监测发现。

当氢气泄漏时，首先由图像监控设备12发出黄色报警。当氢气泄漏量达到第一预警值时，超过漏水阀8的压力限值，图像监控设备发出橙色报警，同时漏水阀8打开，密封水仓13内水流出，水位线下降，腾出密封水仓上层空间给泄漏氢气；当氢气泄漏量达到第二预警值时，此时水位线已经降低至与漏水阀8平齐，漏水阀8关闭，图像监控设备12发出红色预警，同时排气阀10打开，泄漏氢气将其排除至安全户外。

整个系统运行过程中，根据氢气的泄漏量，分层级预警并做相应预案，这个系统完全隔绝氧气，并同时具备防火、防静电等特点。系统安全、高效。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种全浸式储氢系统，其特征在于：包括储氢装置(1)，所述储氢装置(1)设置在密封水仓(13)内，所述储氢装置(1)和密封水仓(13)之间充满液体介质(15)。

2.根据权利要求1所述的一种全浸式储氢系统，其特征在于：所述密封水仓(13)顶部为观察窗(9)，所述观察窗(9)上部设置有图像监控设备(12)，用于监测密封水仓(13)中泄漏气体信号。

3.根据权利要求2所述的一种全浸式储氢系统，其特征在于：所述观察窗(9)通过排气阀(10)与排氢装置(11)连接，用于将泄漏的氢气排出。

4.根据权利要求1所述的一种全浸式储氢系统，其特征在于：所述液体介质(15)为水。

5.根据权利要求1所述的一种全浸式储氢系统，其特征在于：所述密封水仓(13)上设置有进水管(6)和补水阀(7)，用于向密封水仓(13)补充液体介质(15)；所述密封水仓(13)侧壁上设置有漏水阀(8)，用于排液体介质(15)。

6.根据权利要求1所述的一种全浸式储氢系统，其特征在于：所述储氢装置(1)分别与进气管(2)和进气阀(3)、出气阀(4)和出气管(5)连接，用于氢气输送。

7.根据权利要求1所述的一种全浸式储氢系统，其特征在于：所述储氢装置(1)采用金属材质或新型轻质复合材料。

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