[发明专利]一种氢化镁燃料电池吸放H2热管理试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种氢化镁燃料电池吸放H2热管理试验装置，包括氢气支路、反应罐、控温装置以及导热油管道，氢气支路与反应罐相连通，所述反应罐内设有换热管，所述控温装置通过导热油管道连通所述换热管，进而与反应罐内物质进行热传递，其特征在于：所述控温装置包括加热单元和冷却单元，所述加热单元包括油箱、油泵以及加热器；所述导热油管道一端设有热交换段，另一端设有加热段，所述热交换段与油箱相连通，所述油箱与油泵的输入端相连通，所述加热段与油泵的输出端相连通，加热器设置在所述加热段内；所述冷却单元包括冷却水管道，所述冷却水管道连通冷却水源，所述导热油管道的热交换段与冷却水管道之间通过热交换器进行热传递，所述导热油管道上设有第一调节阀、第一流量计、第二热电偶、第三热电偶以及第一压力计，所述第二热电偶和第三热电偶分别设置在所述换热管的上游和下游。

2.根据权利要求1所述氢化镁燃料电池吸放H2热管理试验装置，其特征在于：所述导热油管道包括主管路、第一支管路和第二支管路，第一支管路和第二支管路之间并联，三者与所述加热单元共同形成导热油循环回路；反应罐内的换热管连接在第一支管路上，所述第二支管路上设有第二调节阀。

3.根据权利要求2所述氢化镁燃料电池吸放H2热管理试验装置，其特征在于：所述主管路分为前后两段，分别设有第一截止阀和第四截止阀；所述第一支管路上设有第二截止阀和第三截止阀，第二截止阀和第三截止阀分别位于第二热电偶的上游和第三热电偶的下游。

4.根据权利要求3所述氢化镁燃料电池吸放H2热管理试验装置，其特征在于：所述冷却单元还包括依次串联在冷却水管道上的第六截止阀、第五热电偶、冷却塔、水箱、过滤器、离心泵、第三调节阀、第二流量阀、第五截止阀、第四热电偶，冷却水管道上设置的换热段位于第六截止阀和第四热电偶之间。

5.根据权利要求3所述氢化镁燃料电池吸放H2热管理试验装置，其特征在于：所述冷却水管道包括进水口和出水口，所述进水口连接自来水管，冷却水管道上从进水口到出水口依次设有过滤器、第三调节阀、第二流量阀、第五截止阀、第四热电偶、换热段、第五热电偶以及第六截止阀。

6.根据权利要求4或5所述氢化镁燃料电池吸放H2热管理试验装置，其特征在于：所述氢气支路包括储气罐、送气管道、真空泵以及抽真空管道，所述储气罐通过送气管道与反应罐相连通，所述送气管道上设有第七截止阀、压力调节阀以及第八截止阀，真空泵通过抽真空管道与反应罐相连通，所述抽真空管道上设有第九截止阀，所述反应罐设有第二压力计。

7.根据权利要求6所述氢化镁燃料电池吸放H2热管理试验装置，其特征在于：还包括可编辑控制器以及第一热电偶，所述储气罐内换热管内设有多个温度测点，所述多个温度测点与第一热电偶相连接，所述第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶、第五热电偶、第一压力计以及第二压力计均与可编辑控制器通过信号传输线路相连接共同组成数据采集装置。

8.根据权利要求7所述氢化镁燃料电池吸放H2热管理试验装置，其特征在于：所述导热油管道为316L不锈钢制成。

9.根据权利要求8所述氢化镁燃料电池吸放H2热管理试验装置，其特征在于：所述反应罐外表面包裹保温层，所述保温层为150-200mm的硅酸铝保温棉。

10.一种基于权利要求9所述的热管理试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、检查气密性，抽真空激活镁块，试验开启前，打开第五截止阀和压力调节阀，调节压力调节阀对氢化镁反应罐进行充氢检漏试验，确保管道在大流量下无泄漏，用真空泵将反应罐抽成真空状态；打开第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀以及第四截止阀，启动油泵,打开加热器，调节第一调节阀、第二调节阀控制高温导热油流量，将反应罐中镁块加热至预定温度；关闭油泵，关闭加热段内的加热器以及第一调节阀、第二调节阀完成镁块激活；

S2、回路启动与运行，启动数据采集装置，保证各热电偶、压力计工作正常；打开冷却水管道上的第五截止阀、第六截止阀、第三调节阀，启动离心泵，通过调节第三调节阀来调节冷却水流量；

S3、启动油泵，打开加热段内的加热器，当导热油温度升高达到试验要求时，打开第一调节阀，通过调节第一调节阀、第二调节阀从零开始缓慢调节流量，使系统压力和流量稳定维持在设定的试验参数；

S4、进行试验，打开氢气储气罐阀门，调节压力调节阀达到所需压力控制流量，记录数据，通过调节各个回路调节阀来保持试验段内流速、压力和温度，待稳定通过可编程控制器采集试验所得的流速、压力和温度数据；

S5、回路关闭，实验数据采集完毕后，关闭氢气支路；关闭加热器，待高温导热油降低到一定温度后，关闭冷却水离心泵，停止冷却水循环；关闭第一截止阀，待导热油流回油箱后关油泵，最后关闭回路各部分采集设备及所有阀门。