一种全浸式压缩氢气运输系统的制作方法

1.本实用新型属于清洁能源应用领域，更具体地说是一种全浸式压缩氢气运输系统。


背景技术：

2.目前市面大规模商品化应用的氢气主要运输方式包括：长管拖车运输、液氢槽车运输和管道输送。上述三种运输方式存在安全方面问题：
3.对于长管拖车，主要的危险特征是高压爆炸。从运输压力上来说，长管拖车运输压力一般不超过20mpa，且都装有卸压阀，目的即为充分保证运输的安全性。此外，很多城市规定氢气运输在气温大于30℃时，仅能在夜间运输，这都降低了长管拖车运输的危险性。
4.对于液氢运输由于容器不能完全绝热和氢气自身的正氢/仲氢转化放热，液氢会不断蒸发，使容器内压力越来越高，形成危险特征。通过槽车系统上安装卸压阀，保证容器内压力不超过极限值。同时由于氢气良好的逃逸性，卸出的氢气在户外也不会构成任何危险。
5.对于管道运输一个很重要的安全问题是氢脆。如锰钢、镍钢以及其它高强度钢，若长期暴露在氢气中，尤其在高温高压下，其强度会大大降低，导致失效。但是铝和一些合成材料，就不会发生氢脆，因此通过选择合适的材料，可降低因氢脆产生的安全风险。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本实用新型提供一种全浸式压缩氢气运输系统，通过将全部含氢装置置于水下，改进长管拖车运输过程的安全性。
7.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：包括氢气罐，所述氢气罐设置在集成箱体内，所述氢气罐和集成箱体之间充有液体介质。
9.进一步的，所述集成箱体顶部设置有贮气间，用于短时存储泄漏的氢气。
10.进一步的，所述贮气间顶部透明，用于观察氢气罐泄漏情况。
11.进一步的，所述贮气间上设置排气阀，用于排出泄漏氢气。
12.进一步的，在所述集成箱体内侧壁上高于氢气罐的位置设置水下图像监控设备，用于监测集成箱体内的气体信号。
13.进一步的，所述集成箱体顶部设置有补水阀，用于向集成箱内补液体介质；所述集成箱体底部设置有漏水阀，用于排液体介质。
14.进一步的，所述集成箱体四周设置透明观察窗，用于观察氢气罐的气体泄漏情况。
15.进一步的，所述液体介质为水。
16.进一步的，所述氢气罐上设置有氢气阀门，用于向氢气罐输入或输出氢气。
17.进一步的，所述氢气罐采用金属材质或轻质复合材料。
18.本实用新型的有益效果为：
19.其一，本实用新型提出的一种全浸式压缩氢气运输系统，通过将全部含氢装置置于水下，隔离空气以及有危害的静电、明火，从而大幅改进长管拖车运输过程的安全性。
20.其二，由于采用集装箱式集成运输方式，也适合直接转移至船舶、铁路运输；同时具备实现移动式安全加氢站的可能。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例中集装箱式水下全浸式压缩氢气运输系统示意图。
22.图2为本实用新型实施例中车载运输模式水下全浸式压缩氢气运输系统示意图。
23.其中：氢气罐1，集成箱体2，氢气阀门3，补水阀4，排气阀5，观察窗6，贮气间7，水下图像监控设备8，漏水阀9，液体介质10。
具体实施方式
24.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。
25.如图1所示，一种全浸式压缩氢气运输系统，包括氢气罐1，所述氢气罐1设置在集成箱体2内，所述氢气罐1和集成箱体2之间充有液体介质10，所述液体介质10为水。
26.所述集成箱体2顶部设置有贮气间7，用于短时存储泄漏的氢气。所述贮气间7顶部透明，用于观察氢气罐1泄漏情况。
27.所述贮气间7上设置排气阀5，用于向室外排出氢气，保障氢气安全泄散。
28.在集成箱体2内侧壁上高于氢气罐1的位置设置水下图像监控设备8，用于监测集成箱体内的气体信号，使得气体泄漏可监测、可观测。
29.所述氢气罐1上设置有氢气阀门3，用于向氢气罐输入或输出氢气。
30.所述氢气罐1为常规中高压气态存储装置，用于长管拖车的氢气运输。所述氢气罐1采用金属材质或轻质复合材料。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。
31.所述集成箱体2顶部设置有补水阀4，用于向集成箱内补水；所述集成箱体2底部设置有漏水阀9，用于排水。所述集成箱体2四周设置透明观察窗6，用于观察氢气罐的气体泄漏情况。
32.所述集成箱体2由常规长管拖车运输用储氢框架改装而成。外壳与常规集装箱外壳材质相同，壳体具备水密/气密条件。
33.本实用新型可用于车载、船舶等多种运输方式，也可以直接改装为固定加氢站气源或移动加氢装置。
34.以集成箱体2为独立单元。本实用新型的主要工作流程如下。
35.首先，通过补水阀4向集成箱体2内充满水，补充水的水质建议为自来水等清洁水源，以保障可以通过集成箱体外部布置的观察窗6 实时观测内部气体泄漏情况。补水量以充满集成箱体，同时不溢满贮气间为标准。补水过程中，排气阀5打开，逐渐排空集成箱体内空气，仅留贮气间少量空气。
36.当补水工作完成时，向氢气罐1内补充氢气，达到要求的存储量后，关闭氢气阀门3。同时水下图像监控设备8监控设备运行状态，整个装置平稳工作。
37.集装箱体2可以至于运输拖车上，与常规敞开式长管拖车相似 (如图2所示)；集装箱体还可置于地面上(如图1所示)，直接作为加氢站的气源，此加氢站既可以为常规的固定式加氢站，也可以是移动式加氢站；此外还可以作为集装箱，用于水路运输。
38.氢气罐1内氢气泄漏时，泄漏氢气形成气泡，水下图像监控设备 8第一时间发现气泡运动轨迹，发出黄色警报。泄漏氢气将集中到贮气间7，由于氢气不溶于水，此时泄漏氢气将集中到贮气间7。贮气间压强逐渐增大。
39.当贮气间压强大于2mpa时，此时排气阀5打开。由于排气阀5 位于顶部，氢气密度大于空气，因此主要泄散的气体为氢气。排气阀打开的信号传递至报警系统，系统发出橙色警报。
40.当氢气持续泄漏，导致单纯通过排气阀无法有效泄散氢气，当贮气间压强大于5mpa时，此时漏水阀9打开，排泄集成箱体2内水。并发出红色警报。
41.本实用新型由于氢气全浸入水下，完全隔绝静电，使得车辆运输过程中的静电防护问题大大提升。当用于车载运输时，由于氢气直接泄散至敞露空气，泄散方式安全、高效；当用于固定加氢站等敞露空间时，可在排气阀上外接排气管路，将氢气泄散至指定安全的敞露空间；当用于船舶水运时，可直接通过外接管路，将多个集装箱体的泄漏氢气统一收集到指定场所，同时漏水阀9的泄漏水也可通过外接管路，泄散至航运河道或海域。
42.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。


技术特征：
1.一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：包括氢气罐(1)，所述氢气罐(1)设置在集成箱体(2)内，所述氢气罐(1)和集成箱体(2)之间充有液体介质(10)。2.根据权利要求1所述的一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：所述集成箱体(2)顶部设置有贮气间(7)，用于短时存储泄漏的氢气。3.根据权利要求2所述的一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：所述贮气间(7)顶部透明，用于观察氢气罐(1)泄漏情况。4.根据权利要求3所述的一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：所述贮气间(7)上设置排气阀(5)，用于排出泄漏氢气。5.根据权利要求1所述的一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：在所述集成箱体(2)内侧壁上高于氢气罐(1)的位置设置水下图像监控设备(8)，用于监测集成箱体内的气体信号。6.根据权利要求1所述的一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：所述集成箱体(2)顶部设置有补水阀(4)，用于向集成箱内补液体介质(10)；所述集成箱体(2)底部设置有漏水阀(9)，用于排液体介质(10)。7.根据权利要求6所述的一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：所述集成箱体(2)四周设置透明观察窗(6)，用于观察氢气罐(1)的气体泄漏情况。8.根据权利要求1所述的一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：所述液体介质(10)为水。9.根据权利要求1所述的一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：所述氢气罐(1)上设置有氢气阀门(3)，用于向氢气罐输入或输出氢气。10.根据权利要求9所述的一种全浸式压缩氢气运输系统，其特征在于：所述氢气罐(1)采用金属材质或轻质复合材料。

技术总结
一种全浸式压缩氢气运输系统，包括氢气罐，氢气罐设置在集成箱体内，氢气罐和集成箱体之间充有液体介质，液体介质为水；集成箱体顶部设置有贮气间，贮气间上设置排气阀，用于向室外排出氢气；在集成箱体内侧壁上高于氢气罐的位置设置水下图像监控设备，用于监测集成箱体内的气体信号；集成箱体顶部设置有补水阀，集成箱体底部设置有漏水阀。本实用新型提出的一种全浸式压缩氢气运输系统，通过将全部含氢装置置于水下，隔离空气以及有危害的静电、明火，从而大幅改进长管拖车运输过程的安全性；与此同时，由于采用集装箱式集成运输方式，也适合直接转移至船舶、铁路运输；同时具备实现移动式安全加氢站的可能。实现移动式安全加氢站的可能。实现移动式安全加氢站的可能。


技术研发人员：梁波 刘亚青 崔磊 朱钊 谌睿
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司
技术研发日：2020.12.16
技术公布日：2021/11/24