JP7423616B2 - 液化水素を貯蔵及び分配するための方法並びに設備 - Google Patents
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Description
- 液体水素の第1の源によって供給された液体水素の第1の量は、タンク内の貯蔵圧力における水素の泡立ち点より低い温度を有し、
- タンクの中に移送された液体水素の第1の量は、液体水素の既定の量、タンク内の液体貯蔵の量の既定の割合、液体水素の第1の源からタンクに液体水素を特定の流量で移送する既定の期間に対応する液体水素の量、それぞれの所定の値だけタンク内の温度及び圧力を下げるために必要な液体水素の量、それぞれの所定の温度及び圧力値をタンク内で達成するために必要な液体水素の量からの1つであり、
- 方法は、第1の移送ステージと第2の移送ステージとの間で、タンクから貯蔵装置への、具体的には圧力の均衡を保つことによる加圧されたガスの取り出し、加圧されたガスの外側への取り出し、具体的には大気への放出から少なくとも1つを含む、タンク内の圧力を低減するステージを含み、
- タンク内の圧力を低減するステージは、貯蔵装置内の前記加圧されたガスの少なくとも一部を濃縮するために、タンクから貯蔵装置の液相への加圧されたガスの取り出しを含み、
- 方法は、特定の間隔内で貯蔵装置内の温度を、具体的には一定の温度を維持するために、液体水素の第1の源から液体水素貯蔵装置に、調節された温度で液体水素を移送するステージを含み、
- 方法は、タンクから外側、具体的には大気中への加圧されたガスの取り出しを介して、タンク内の圧力を低減するステージを含み、圧力を低減するこのステージの終結に、タンク内の圧力は大気圧より高いままであり、
- 方法は、第1の移送するステージの前に、タンク内の初期圧力及び任意選択的に温度条件を測定するか又は概算するステージを含み、
- 第1の移送ステージの前にタンク内の初期圧力及び任意選択的に温度条件に依存して、方法は、タンク内の圧力を低減するステージを含み、又は含まず、
タンク内の初期圧力が1.05~12バール絶対圧、具体的には3バール絶対圧である時に、第2の移送ステージは、第1の移送ステージの直後に実行され、すなわちこれらの2つの移送ステージの間にタンクから流体を取り出すことなく、タンク内の圧力の低減を目指し、
- タンク内の初期圧力が4~8バール絶対圧である時、具体的には6バール絶対圧に等しい時、且つタンク内の初期温度が80~120Kである時、具体的には100Kに等しい時に、方法は、2つの移送ステージの間にタンク内の圧力を低減するステージを含み、
- タンク内の初期圧力が8~12バール絶対圧である時、具体的には10バール絶対圧に等しい時、且つタンク内の初期温度が20~120Kである時、具体的には70~100Kに等しい時に、方法は、2つの移送ステージの間にタンク内の圧力を低減するステージを含み、
- 液体水素の第1の源によって供給された液体水素の第1の量は、液体の圧力における飽和温度と水素の凝固温度のすぐ上の温度との間の温度、具体的には2.5バールの貯蔵圧力に対して15K~23.7Kの温度を有し、
- 液体水素の第1の源によって供給された液体水素の第1の量は、タンク内の貯蔵圧力で水素の泡立ち点に対して0.1~12Kだけ低い温度を有し、
- 液体水素の第1の源によって供給された液体水素の第1の量は、1.05~12バールの貯蔵圧力に対して20.4K~33Kの温度、及び/又は1.05~5バールの貯蔵圧力に対して15K~27.1Kの温度を有する。
- 設備は、充填前にタンク内の初期圧力及び任意選択的に温度条件の測定又は概算のための1組のセンサを含み、設備は、任意選択的に第1の量の移送と第2の量の移送との間で、タンク内の前記初期圧力の関数としてのタンク内の圧力、及び任意選択的にタンク内の温度条件の低減を生じるように構成される。
- 液体水素の既定の量、
- タンク8内の液体貯蔵容積の既定の割合、例えば10分の1、
- 液体水素の第1の源からタンク8に特定の流量で液体水素を移送する規定の間に対応する液体水素の量、
- タンク8内の温度及び圧力をそれぞれの所定の値だけ下げる必要がある液体水素の量、タンク8内でそれぞれの所定の温度及び圧力値に達する必要がある液体水素の量
からの1つであることが可能である。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
[1] 液体水素タンク(8)、具体的にはセミトレーラの移動式タンクを充填する方法であって、前記方法は、水素液化機(3)を含む液体水素の第1の源から前記タンク(8)の中に液体水素の第1の量を移送する第1のステージ(33)を含み、液体水素の前記第1の量は、前記タンク(8)内の温度及び圧力を下げるために提供され、前記方法は、液体水素貯蔵装置(4)を含む液体水素の第2の源から前記タンク(8)の中に液体水素の第2の量を移送する第2のステージ(34)を含み、液体水素の前記第2の量は、前記液体水素貯蔵装置(4)と前記タンク(8)との圧力差により前記タンク(8)の中に移送され、前記方法は、前記第1の移送ステージ(33)と前記第2の移送ステージ(34)との間で、前記貯蔵装置(4)内の前記加圧されたガスの少なくとも一部を濃縮するために、前記タンク(8)から前記貯蔵装置(4)の前記液相への加圧されたガスの取り出し(38)を含む、前記タンク(8)内の前記圧力を低減するステージ(38、15)を含むことを特徴とする、方法。
[2] 前記タンク(8)内の前記圧力を低減する前記ステージは、加圧されたガスの外側への取り出し(15)、具体的には大気への放出を含むことを特徴とする、[1]に記載の方法。
[3] 液体水素の前記第1の源(3)によって供給された液体水素の前記第1の量は、前記タンク(8)内の前記貯蔵圧力における水素の泡立ち点より低い温度を有することを特徴とする、[1]又は[2]に記載の方法。
[4] 前記タンク(8)の中に移送された液体水素の前記第1の量は、液体水素の既定の量、前記タンク(8)内の液体貯蔵の量の既定の割合、液体水素の前記第1の源から前記タンク(8)に液体水素を特定の流量で移送する既定の期間に対応する液体水素の量、それぞれの所定の値だけ前記タンク(8)内の前記温度及び前記圧力を下げるために必要な液体水素の量、それぞれの所定の温度及び圧力値を前記タンク(8)内で達成するために必要な液体水素の量からの1つであることを特徴とする、[1]又は[3]に記載の方法。
[5] 前記方法は、特定の間隔内で前記貯蔵装置(4)内の前記温度を、具体的には一定の温度を維持するために、液体水素の前記第1の源(3)から前記液体水素貯蔵装置(4)に、調節された温度で液体水素を移送するステージを含むことを特徴とする、[1]~[4]のいずれか一項に記載の方法。
[6] 前記方法は、前記タンク(8)から外側、具体的には大気中への加圧されたガスの取り出し(15)を介して、前記タンク(8)内の前記圧力を低減するステージを含み、前記圧力を低減するこのステージの終結に、前記タンク(8)内の前記圧力は大気圧より高いままであることを特徴とする、[1]~[5]のいずれか一項に記載の方法。
[7] 前記方法は、前記第1の移送ステージ(33)の前に、前記タンク(8)内の前記初期圧力及び任意選択的に温度条件を測定するか又は概算するステージを含むことを特徴とする、[1]~[6]のいずれか一項に記載の充填方法。
[8] 前記第1の移送ステージ(33)の前に前記タンク(8)内の前記初期圧力及び任意選択的に温度条件に依存して、前記方法は、前記タンク(8)内の圧力を低減するステージを含むか、又は含まないことを特徴とする、[7]に記載の方法。
[9] 前記タンク(8)内の前記初期圧力が1.05~12バール絶対圧である時、具体的には3バール絶対圧に等しい時に、前記第2の移送ステージは、前記第1の移送ステージの直後に実行され、すなわちこれらの2つの移送ステージの間に前記タンク(8)から流体を取り出すことなく、前記タンク(8)内の前記圧力の低減を目指すことを特徴とする、[8]に記載の充填方法。
[10] 前記タンク(8)内の前記初期圧力が4~8バール絶対圧である時、具体的には6バール絶対圧に等しい時、且つ前記タンク(8)内の前記初期温度が80~120Kである時、具体的には100Kに等しい時に、前記方法は、前記2つの移送ステージの間に前記タンク(8)内の前記圧力を低減するステージを含むことを特徴とする、[8]に記載の充填方法。
[11] 前記タンク(8)内の前記初期圧力が8~12バール絶対圧である時、具体的には10バール絶対圧に等しい時、且つ前記タンク(8)内の前記初期温度が20~120Kである時、具体的には70K又は100Kに等しい時に、前記方法は、前記2つの移送ステージの間に前記タンク(8)内の前記圧力を低減するステージを含むことを特徴とする、[8]に記載の充填方法。
[12] 特定の貯蔵圧力における液体水素貯蔵装置(4)、充填される少なくとも1つの移動式タンク(8)、気体水素の源(2)、前記源(2)に連結した入口及び前記液体水素貯蔵装置(4)に連結した出口を含む液化機(3)を含む、液化水素を前記貯蔵及び分配するための設備であって、前記貯蔵装置(4)は、前記液体水素貯蔵装置(4)に連結した一端、及び前記移動式タンク(8)に連結することを意図した少なくとも1つの他端を含む、液体取出管(10)を含み、前記液化機(3)は、前記貯蔵圧力における水素の前記泡立ち点より低い温度で水素を生成して前記貯蔵装置(4)に送り込むように構成され、前記設備は、このボイルオフガスを、それを液化する目的で前記貯蔵装置(4)の中に移送するために、前記タンク(8)に連結することを意図した端部、及び前記貯蔵装置(4)に連結することを意図した端部を含む、ボイルオフガス回収管(11)を含み、前記設備は、追加として前記液化機(3)の前記出口に連結した端部、及び前記タンク(8)に直接連結することを意図した端部を有する、移送管(13)を含み、前記設備は、前記液化機(3)から前記移送管(13)を介して前記タンク(8)の中に液体水素の第1の量を、次いで前記貯蔵装置(4)から前記液体取出管(10)を介して前記タンク(8)に液体水素の第2の量を移送することにより、前記少なくとも1つのタンク(8)を充填するように構成され、前記設備は、任意選択的に前記第1の量の前記移送と前記第2の量の前記移送との間で、前記タンク(8)から前記回収管(11)を介して前記貯蔵設備(4)への、具体的には圧力の均衡を保つことによる加圧されたガスの取り出しを含む、前記タンク内の前記圧力の低減を生じるように構成される、設備。
[13] 前記設備は、前記第1の量の前記移送と前記第2の量の前記移送の間で、排気管(15)を介して外側、具体的には大気への加圧されたガスの取り出しを生じるように構成されることを特徴とする、[12]に記載の設備。
[14] 前記設備は、充填前に前記タンク(8)内の前記初期圧力及び任意選択的に温度条件の測定又は概算のための1組のセンサ(22)を含み、前記設備は、前記第1の量の前記移送と前記第2の量の前記移送との間で、前記初期圧力の関数としての前記タンク(8)内の前記圧力及び任意選択的に前記タンク(8)内の温度条件の低減を生じるか、又は生じないように構成されることを特徴とする、[12]又は[13]に記載の設備。
[15] 前記回収管(11)は、前記タンク(8)から前記貯蔵装置(4)の前記液相の中に前記加圧されたガスを送るために、前記貯蔵装置の前記下部に連結されることを特徴とする、[12]~[14]のいずれか一項に記載の設備。
Claims (15)
- 液体水素のタンク(8)を充填する充填方法であって、前記充填方法は、水素液化機(3)を含む液体水素の第1の源から前記タンク(8)の中に液体水素の第1の量を移送する第1の移送ステージ(33)を備え、液体水素の前記第1の量は、前記タンク(8)内の温度及び圧力を下げるために提供され、
前記充填方法は、液体水素の貯蔵装置(4)を含む液体水素の第2の源から前記タンク(8)の中に液体水素の第2の量を移送する第2の移送ステージ(34)を備え、液体水素の前記第2の量は、前記貯蔵装置(4)と前記タンク(8)との圧力差により前記タンク(8)の中に移送される充填方法において、
前記充填方法は、前記第1の移送ステージ(33)と前記第2の移送ステージ(34)との間に、前記貯蔵装置(4)内の加圧されたガスの少なくとも一部を濃縮するために、前記タンク(8)から前記貯蔵装置(4)の液相への加圧されたガスの取り出し(38)を含む、前記タンク(8)内の圧力を低減するステージ(38、15)を備え、前記第2の移送ステージ(34)は前記第1の移送ステージ(33)の後に遂行されることを特徴とする、充填方法。 - 前記タンク(8)内の前記圧力を低減するステージは、加圧されたガスの外側への取り出し(15)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の充填方法。
- 液体水素の前記第1の源(3)によって供給された液体水素の前記第1の量は、前記タンク(8)内の貯蔵圧力における水素の沸点より低い温度を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の充填方法。
- 前記タンク(8)の中に移送された液体水素の前記第1の量は、液体水素の既定の量、前記タンク(8)内の液体貯蔵の量の既定の割合、液体水素の前記第1の源から前記タンク(8)に液体水素を特定の流量で移送する既定の期間に対応する液体水素の量、それぞれの所定の値だけ前記タンク(8)内の前記温度及び前記圧力を下げるために必要な液体水素の量、並びにそれぞれの所定の温度値及び圧力値を前記タンク(8)内で達成するために必要な液体水素の量、のうちの1つであることを特徴とする、請求項1又は3に記載の充填方法。
- 前記充填方法は、液体水素の前記第1の源(3)から液体水素を前記貯蔵装置(4)に、前記貯蔵装置(4)内の温度を特定の間隔内に維持するために調節された温度で移送するステージを含むことを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の充填方法。
- 前記充填方法は、前記タンク(8)から外側への加圧されたガスの取り出し(15)を介して、前記タンク(8)内の圧力を低減するステージを備え、前記圧力を低減するステージの終結に、前記タンク(8)内の圧力は大気圧より高いままであることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の充填方法。
- 前記充填方法は、前記第1の移送ステージ(33)の前に、前記タンク(8)内の初期圧力及び温度状態を測定するか又は推定するステージを備えることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の充填方法。
- 前記充填方法は、前記第1の移送ステージ(33)の前に、前記タンク(8)内の前記初期圧力及び温度状態に依存して、前記タンク(8)内の圧力を低減するステージを備えるか、又は備えないことを特徴とする、請求項7に記載の充填方法。
- 前記タンク(8)内の前記初期圧力が1.05~12バール絶対圧であるときに、前記第2の移送ステージは、前記第1の移送ステージの直後に実行され、すなわち、これらの2つの移送ステージの間の、前記タンク(8)内の圧力の低減を目指すための前記タンク(8)からの流体の取り出しが行われないことを特徴とする、請求項8に記載の充填方法。
- 前記タンク(8)内の前記初期圧力が4~8バール絶対圧であり、かつ前記タンク(8)内の初期温度が80~120Kであるときに、前記充填方法は、これら2つの移送ステージの間に前記タンク(8)内の前記圧力を低減するステージを備えることを特徴とする、請求項8に記載の充填方法。
- 前記タンク(8)内の前記初期圧力が8~12バール絶対圧であり、かつ前記タンク(8)内の初期温度が20~120Kであるときに、前記充填方法は、これら2つの移送ステージの間に前記タンク(8)内の圧力を低減するステージを備えることを特徴とする、請求項8に記載の充填方法。
- 特定の貯蔵圧力における液体水素の貯蔵装置(4)、充填されるべき少なくとも1つの移動式のタンク(8)、気体水素源(2)、前記気体水素源(2)に連結した入口及び前記貯蔵装置(4)に連結した出口を含む液化機(3)を備える、液化水素を貯蔵及び分配するための設備であって、
前記貯蔵装置(4)は、前記貯蔵装置(4)に連結した一端、及び前記タンク(8)に連結することを意図した少なくとも1つの他端を含む液体取出管(10)を備え、
前記液化機(3)は、前記貯蔵圧力における水素の沸点より低い温度で水素を生成して前記貯蔵装置(4)に送り込むように構成されており、
前記設備は、ボイルオフガスを、それを液化する目的で前記貯蔵装置(4)の中に移送するために、前記タンク(8)に連結することを意図した端部、及び前記貯蔵装置(4)に連結することを意図した端部を含む、ボイルオフガスの回収管(11)を備え、
前記設備は、追加として前記液化機(3)の前記出口に連結した端部、及び前記タンク(8)に直接連結することを意図した端部を有する移送管(13)を備え、
前記設備は、前記液化機(3)から前記移送管(13)を介して前記タンク(8)の中に液体水素の第1の量を、次いで前記貯蔵装置(4)から前記液体取出管(10)を介して前記タンク(8)に液体水素の第2の量を移送することにより、前記少なくとも1つのタンク(8)を充填するように構成され、
前記設備は、前記第1の量の移送と前記第2の量の移送との間で、前記タンク(8)から前記回収管(11)を介して前記貯蔵装置(4)への加圧されたガスの取り出しを含み、前記タンク内の圧力の低減を生じるように構成されている、設備。 - 前記設備は、前記第1の量の移送と前記第2の量の移送の間で、排気管(15)を介して外側への加圧されたガスの取り出しを生じるように構成されていることを特徴とする、請求項12に記載の設備。
- 前記設備は、充填前に前記タンク(8)内の初期圧力及び温度状態の測定又は推定のための1組のセンサ(22)を含み、
前記設備は、前記第1の量の移送と前記第2の量の移送との間で、前記タンク(8)内の初期圧力及び温度状態に応じて前記タンク(8)内の圧力の低減を生じるか、又は生じないように構成されていることを特徴とする、請求項12又は13に記載の設備。 - 前記回収管(11)は、前記タンク(8)から前記貯蔵装置(4)の液相の中に加圧されたガスを送るために、前記貯蔵装置の下部に連結されることを特徴とする、請求項12~14のいずれか一項に記載の設備。
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