一种快速化霜的液氢汽化系统的制作方法

1.本实用新型涉及液氢加氢站汽化器化霜技术领域，具体涉及一种快速化霜的液氢汽化系统。


背景技术：

2.氢能已逐渐被国内外定义为终极清洁能源，氢燃料电池汽车将是未来交通运输领域发展的大趋势，氢燃料的储运多为液态氢因此在氢燃料使用之前需要进行汽化操作，通常采用空温式汽化器对液氢进行汽化，又因为氢的汽化是一个吸热的过程，故在空温式汽化器的表面会出现结霜现象，汽化器结霜会导致汽化器的汽化能力降低，常规的去霜方法是利用环境热量使空温式汽化器表面的霜逐渐化去，这种方式的化霜对环境温度的依赖性大，当环境温度在0℃以下且环境湿度较大时无法达到化霜的目的，并且化霜时间速度慢，耗用时间长。同时也有采用增加氢气复热器来对汽化后的氢气进行加热并在此输送至汽化器中来实现汽化器的化霜工作，此种方式增长了氢气向外输出的管路从而延长了氢气在管路中输送的时间，从而无法及时快速的对外部氢气需求进行反应。因而亟待开发一种快速化霜的液氢汽化系统来加快化霜速度提高化霜的效率，从而保证汽化器能够有效的完成液氢汽化工作，同时还不能影响氢气正常汽化向外输送的效率。


技术实现要素：

3.本实用新型目的在于提供一种快速化霜的液氢汽化系统，能够有效的解决液氢汽化系统化霜慢的问题，实现对汽化器的快速化霜，同时化霜工作不会影响液氢汽化系统正常向外输送氢气的效率。
4.本实用新型通过下述技术方案实现：
5.一种快速化霜的液氢汽化系统，包括第一管路系统和第二管路系统，所述第一管路系统和第二管路系统均包括汽化通路、化霜反馈通路和化霜旁通，所述汽化通路的一端与液氢自储罐的输出口连通，所述汽化通路的另一端与外部用氢设备的输入口连通；所述化霜反馈通路的一端与氢气复热器的输出口连通，所述化霜反馈通路的另一端与液氢汽化器的输出口连通；所述化霜旁通的一端与液氢汽化器的输出口连通，所述化霜旁通的另一端与外部用氢设备的输入口连通；所述第一管路系统和第二管路系统共用一个氢气复热器，且氢气复热器与外部用氢设备间设置有总切断阀；每条通路上均设置有用于控制通路通断的切断阀。为了解决上述问题，本实用新型提供的一种快速化霜的液氢汽化系统，当第一管路系统需进行化霜处理时，第一管路系统的液氢汽化功能停止，同时总切断阀关闭，此时第二管路系统汽化产生的氢气在经过氢气复热器加热后通过化霜反馈通路传输至第一管路系统的液氢汽化器处，并在此处实现化霜处理，然后氢气再通过化霜旁通直接输送至外部用氢设备，同理对第二管路系统进行化霜处理的方式与上述方式相同；且在无需进行化霜操作时所述总切断阀为连通状态，此时结构中汽化通路可直接与外部用氢设备连通，便不会对液氢汽化系统正常向外输送氢气的效率造成影响。
6.进一步的技术方案：
7.所述第一管路系统的第一汽化通路包括第一液氢自储罐、第一液氢汽化器、切断阀a和切断阀b，所述第一液氢自储罐和第一液氢汽化器通过管道连通，且所述切断阀a设置于所述第一液氢自储罐和第一液氢汽化器之间；
8.进一步的：所述第一液氢汽化器与所述氢气复热器通过管道连通，且所述切断阀b设置于所述第一液氢汽化器与所述氢气复热器之间。
9.进一步的：所述第一管路系统的第一化霜通路的一端与氢气复热器的输出口连通，所述第一化霜通路的另一端与所述第一液氢汽化器的输入口连通，且所述第一化霜通路上设置有切断阀c和止回阀a。
10.进一步的：所述第一管路系统的第一化霜旁通的一端与所述第一液氢汽化器的输出口连通，所述第一化霜旁通的另一端与外部用氢设备的输入口连通，且所述第一化霜旁通上设置有切断阀d。
11.进一步的：所述第二管路系统的第二汽化通路包括第二液氢自储罐、第二液氢汽化器、切断阀a’和切断阀b’，所述第二液氢自储罐和第二液氢汽化器通过管道连通，且所述切断阀a’设置于所述第二液氢自储罐和第二液氢汽化器之间；
12.进一步的：所述第二液氢汽化器与所述氢气复热器通过管道连通，且所述切断阀b’设置于所述第二液氢汽化器与所述氢气复热器之间。
13.进一步的：所述第二管路系统的第二化霜通路的一端与氢气复热器的输出口连通，所述第二化霜通路的另一端与所述第二液氢汽化器的输入口连通，且所述第二化霜通路上设置有切断阀c’和止回阀a’。
14.进一步的：所述第二管路系统的第二化霜旁通的一端与所述第二液氢汽化器的输出口连通，所述第二化霜旁通的另一端与外部用氢设备的输入口连通，且所述第二化霜旁通上设置有切断阀d’。
15.进一步的：当进行第一液氢汽化器化霜时，所述切断阀a、切断阀b、切断阀c’、切断阀d’和总切断阀为截止状态，所述切断阀a’、切断阀b’、切断阀c和切断阀d为连通状态。
16.进一步的：当进行第二液氢汽化器化霜时，所述切断阀a’、切断阀b’、切断阀c、切断阀d和总切断阀为截止状态，所述切断阀a、切断阀b、切断阀c’和切断阀d’为连通状态。
17.进一步的：所述氢气复热器为水浴或油浴加热复热器。
18.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
19.1、本实用新型一种快速化霜的液氢汽化系统，在进行化霜处理时，本系统中总切断阀处于截止状态，此时经氢气复热器加热后的氢气全部通过化霜反馈通路输送至液氢汽化器处，热氢气全回流能够有效的加快化霜速度提升化霜效率；
20.2、本实用新型一种快速化霜的液氢汽化系统，在无需进行化霜操作时所述总切断阀为连通状态，此时结构中汽化通路可直接与外部用氢设备连通，便不会对液氢汽化系统正常向外输送氢气的效率造成影响；
21.3、本实用新型一种快速化霜的液氢汽化系统，通过设置两套管路系统，可实现一套管路系统在化霜时，另一套管路系统依然能够进行液氢汽化并向外部用氢设备提供氢气。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
23.图1为本实用新型管路系统连接示意图；
24.图2为第一管路系统化霜时管路连通示意图；
25.图3为第二管路系统化霜时管路连通示意图；
26.图4为第一管路系统和第二管路系统均进行液氢汽化时管路连通示意图。
27.附图中标记及对应的零部件名称：
28.11-第一液氢自储罐，12-第一液氢汽化器，13-切断阀a，14-切断阀b，15-切断阀c，16-止回阀a，17-切断阀d，21-第二液氢自储罐，22-第二液氢汽化器，23-切断阀a’，24-切断阀b’，25-切断阀c’，26-止回阀a’，27-切断阀d’，100-氢气复热器，200-总切断阀。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
30.在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
31.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
32.在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
33.实施例
34.如图1～图4所示，本实用新型一种快速化霜的液氢汽化系统，包括第一管路系统和第二管路系统，所述第一管路系统和第二管路系统均包括汽化通路、化霜反馈通路和化霜旁通，所述汽化通路的一端与液氢自储罐的输出口连通，所述汽化通路的另一端与外部用氢设备的输入口连通；本实施例中，所述汽化通路用于连通液氢自储罐和外部用氢设备，且通过汽化通路上设置的液氢汽化器实现液态氢向气态氢的转化，然后再由氢气复热器100对汽化后的氢气进行加热处理，最终输送至外部用氢设备实现氢气的利用；为了保证整
个液氢汽化系统随时都能向外部用氢设备输送氢气，本实施例中，设置了第一管路系统和第二管路系统，当第一管路系统在进行化霜时，所述第二管路系统可正常进行液氢汽化工作，并且第二管路系统生成的热氢气用于第一管路的化霜后再输送至外部用氢设备进行利用；同理当第二管路系统进行化霜时，所述第一管路系统同样能够正常进行液氢汽化工作，且第一管路系统生成的热氢气用于第二管路的化霜后再输送至外部用氢设备进行利用。且在实际生产过程中，管路系统不仅局限与本实施例中提到的两套，可根据实际生产需求来增加管路系统。
35.所述化霜反馈通路的一端与氢气复热器100的输出口连通，所述化霜反馈通路的另一端与液氢汽化器的输出口连通；本实施例中，通过化霜反馈通路来实现氢气复热器100产生的热氢气向液氢汽化器输送的目的，然后通过热氢气在液氢汽化器内流动来实现液氢汽化器的化霜处理，从而保证液氢汽化器的正常工作状态。
36.所述化霜旁通的一端与液氢汽化器的输出口连通，所述化霜旁通的另一端与外部用氢设备的输入口连通；本实施例中，完成了对液氢汽化器化霜处理的热氢气，通过化霜旁通直接向外部用氢设备进行输送，保证管路系统的化霜工作不会对管路系统向外输送氢气的工作收到影响。
37.所述第一管路系统和第二管路系统共用一个氢气复热器100，且氢气复热器100与外部用氢设备间设置有总切断阀200；本实施例中，当需要进行化霜处理时，所述总切断阀200处于截止状态，此时氢气复热器100中产生的热氢气便可通过化霜反馈通路完全反送至需进行化霜处理的液氢汽化器处，通过热氢气所带热量实现化霜处理；同时无需进行化霜处理的正常状态下，所述总切断阀200为连通状态，此时热氢气可直接向外部用氢设备进行输送，不用流经化霜反馈通路和化霜旁通后再向外部用氢设备进行输送，可保证管路系统能够快速的对外部用氢设备的需求做出反应。
38.每条通路上均设置有用于控制通路通断的切断阀。本实施例中，通过每条通路上设置的切断阀可对每套管路系统的工作状态进行控制。
39.所述第一管路系统的第一汽化通路包括第一液氢自储罐11、第一液氢汽化器12、切断阀a13和切断阀b14，所述第一液氢自储罐11和第一液氢汽化器12通过管道连通，且所述切断阀a13设置于所述第一液氢自储罐11和第一液氢汽化器12之间；本实施例中，所述第一液氢自储罐11用于向第一液氢汽化器12提供液氢原料，并且所述第一液氢自储罐11向第一液氢汽化器12提供液氢原料受到切断阀a13的控制，当所述第一管路系统进行正常的液氢汽化工作时，所述切断阀a13处于连通状态，第一液氢自储罐11便可向第一液氢汽化器12提供液氢原料，当所述第一管路系统进行化霜工作时，所述切断阀a13处于截止状态，其不仅能够截断液氢原料的输送，还可防止用于化霜处理的热氢气回流至第一液氢自储罐11。
40.所述第一液氢汽化器12与所述氢气复热器100通过管道连通，且所述切断阀b14设置于所述第一液氢汽化器12与所述氢气复热器100之间。本实施例中，第一液氢汽化器12生成的氢气通过管道输送至氢气复热器100进行加热，然后再向外部用氢设备进行输送，当所述第一管路系统进行正常的液氢汽化工作时，所述切断阀b14处于连通状态，当所述第一管路系统进行化霜工作时，所述切断阀b14处于截止状态。
41.所述第一管路系统的第一化霜通路的一端与氢气复热器100的输出口连通，所述第一化霜通路的另一端与所述第一液氢汽化器12的输入口连通，且所述第一化霜通路上设
置有切断阀c15和止回阀a16。本实施例中，所述第一化霜通路用于将所述氢气复热器100中产生的热氢气输送至第一氢汽化器12处，并对其进行化霜处理，此时切断阀c15和止回阀a16为连通状态；当所述第一管路系统进行正常液氢汽化工作时，所述切断阀c15和止回阀a16为截止状态。
42.所述第一管路系统的第一化霜旁通的一端与所述第一液氢汽化器12的输出口连通，所述第一化霜旁通的另一端与外部用氢设备的输入口连通，且所述第一化霜旁通上设置有切断阀d17。本实施例中，热氢气经过第一液氢汽化器12并对其起到化霜效果后，可直接通过第一化霜旁通向外部用氢设备进行输送，确保第二管路系统产生的氢气能够有效的向外部用氢设备进行输送。
43.所述第二管路系统的第二汽化通路包括第二液氢自储罐21、第二液氢汽化器22、切断阀a’23和切断阀b’24，所述第二液氢自储罐21和第二液氢汽化器22通过管道连通，且所述切断阀a’23设置于所述第二液氢自储罐21和第二液氢汽化器22之间；本实施例中，所述第二液氢自储罐21用于向第二液氢汽化器22提供液氢原料，并且所述第二液氢自储罐21向第二液氢汽化器22提供液氢原料受到切断阀a’23的控制，当所述第二管路系统进行正常的液氢汽化工作时，所述切断阀a’23处于连通状态，第二液氢自储罐21便可向第二液氢汽化器22提供液氢原料，当所述第二管路系统进行化霜工作时，所述切断阀a’23处于截止状态，其不仅能够截断液氢原料的输送，还可防止用于化霜处理的热氢气回流至第二液氢自储罐21。
44.所述第二液氢汽化器22与所述氢气复热器100通过管道连通，且所述切断阀b’24设置于所述第二液氢汽化器22与所述氢气复热器100之间。本实施例中，第二液氢汽化器22生成的氢气通过管道输送至氢气复热器100进行加热，然后再向外部用氢设备进行输送，当所述第二管路系统进行正常的液氢汽化工作时，所述切断阀b’24处于连通状态，当所述第二管路系统进行化霜工作时，所述切断阀b’24处于截止状态。
45.所述第二管路系统的第二化霜通路的一端与氢气复热器100的输出口连通，所述第二化霜通路的另一端与所述第二液氢汽化器22的输入口连通，且所述第二化霜通路上设置有切断阀c’25和止回阀a’26。本实施例中，所述第二化霜通路用于将所述氢气复热器100中产生的热氢气输送至第二氢汽化器22处，并对其进行化霜处理，此时切断阀c’25和止回阀a’26为连通状态；当所述第二管路系统进行正常液氢汽化工作时，所述切断阀c’25和止回阀a’26为截止状态。
46.所述第二管路系统的第二化霜旁通的一端与所述第二液氢汽化器22的输出口连通，所述第二化霜旁通的另一端与外部用氢设备的输入口连通，且所述第二化霜旁通上设置有切断阀d’27。本实施例中，热氢气经过第二液氢汽化器22并对其起到化霜效果后，可直接通过第二化霜旁通向外部用氢设备进行输送，确保第一管路系统产生的氢气能够有效的向外部用氢设备进行输送。
47.当进行第一液氢汽化器12化霜时，所述切断阀a13、切断阀b14、切断阀c’25、切断阀d’27和总切断阀200为截止状态，所述切断阀a’23、切断阀b’24、切断阀c15和切断阀d17为连通状态。本实施例中，当进行第一液氢汽化器12化霜时，使用第二管路系统中生成的热氢气来完成对第一液氢汽化器12的化霜处理，此时，第二液氢自储罐21可向第二液氢汽化器22输送液态氢，故所述切断阀a’23为连通状态；经由第二液氢汽化器22汽化处理生成的
氢气继续向后输送直至氢气复热器100，故切断阀b’24为连通状态，同时为了防止氢气直接从第二化霜旁通输送至外部用氢设备，此时切断阀c’25为截止状态；经由氢气复热器100加热后的氢气通过第一化霜反馈通路输送至第一液氢汽化器12并对其进行化霜处理，故所述切断阀d17为连通状态，同时为了实现所有热氢气均反馈至第一液氢汽化器12处，所述总切断阀200为截止状态，为了防止热氢气通过第二化霜反馈通路输送至第二液氢汽化器22处，所述切断阀d’27为截止状态，为防止热氢气流向第一液氢自储罐11，所述切断阀a13为截止状态；完成第一液氢汽化器12化霜工作的氢气，通过第一化霜旁通直接向外部用氢设备输送，故所述切断阀c15为连通状态，同时为了防止氢气在此进入氢气复热器100所述切断阀b14为截止状态。如此便可完成对第一管路系统中第一液氢汽化器12的化霜处理工作，同时第二管路系统生成的氢气任然可以输送至外部用氢设备。
48.当进行第二液氢汽化器22化霜时，所述切断阀a’23、切断阀b’24、切断阀c15、切断阀d17和总切断阀200为截止状态，所述切断阀a13、切断阀b14、切断阀c’25和切断阀d’27为连通状态。本实施例中，当进行第二液氢汽化器22化霜时，使用第一管路系统中生成的热氢气来完成对第二液氢汽化器22的化霜处理，此时，第一液氢自储罐11可向第一液氢汽化器12输送液态氢，故所述切断阀a13为连通状态；经由第一液氢汽化器12汽化处理生成的氢气继续向后输送直至氢气复热器100，故切断阀b14为连通状态，同时为了防止氢气直接从第一化霜旁通输送至外部用氢设备，此时切断阀c15为截止状态；经由氢气复热器100加热后的氢气通过第二化霜反馈通路输送至第二液氢汽化器22并对其进行化霜处理，故所述切断阀d’27为连通状态，同时为了实现所有热氢气均反馈至第二液氢汽化器22处，所述总切断阀200为截止状态，为了防止热氢气通过第一化霜反馈通路输送至第一液氢汽化器12处，所述切断阀d17为截止状态，为防止热氢气流向第二液氢自储罐21，所述切断阀a’23为截止状态；完成第二液氢汽化器22化霜工作的氢气，通过第二化霜旁通直接向外部用氢设备输送，故所述切断阀c’25为连通状态，同时为了防止氢气在此进入氢气复热器100所述切断阀b’24为截止状态。如此便可完成对第二管路系统中第二液氢汽化器22的化霜处理工作，同时第一管路系统生成的氢气任然可以输送至外部用氢设备。
49.所述氢气复热器100为水浴或油浴加热复热器。本实施例中，所述氢气复热器100采用水浴或油浴等不会产生明火或电火花的加热方式对经过其的氢气进行加热，可有效的避免氢气在加热过程中发生燃烧甚至爆炸等危险状况的出现。
50.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。