[发明专利]一种充氢系统及方法

说明书

本发明公开了一种充氢系统及方法，系统包括：氢源、氢气压缩装置和氢气存储装置；所述氢气压缩装置包括n级；所述氢气存储装置与所述氢气压缩装置一一对应，也包括n级；n为预设值；所述氢源与所述氢气压缩装置通过供氢管道连接；所述氢气压缩装置与所述氢气存储装置；方法采用设置多级不同压力的存储装置，通过阶梯分离式的增压方法，避免短时间内氢气压力过高，造成温度升高，导致用氢设备的安全隐患；本发明解决了解决了传统单级充氢适用性差，氢气温度过高，安全性差的问题；同时采用分离器回收循环水，提高能源的利用率；采用备用储氢装置，避免特殊情况下造成充氢缓慢；适用性强，各个级别的充氢压力适用于不同的用氢设备。

技术领域

本发明涉及加氢站领域，尤其涉及一种充氢系统及方法。

背景技术

氢能源作为最具有发展前景的新能源，其逐渐被应用于人类生活中的各个领域。目前来说，最广泛也是最常用的应用领域为氢燃料电池汽车。然而当加氢站的加氢设备向氢燃料电池汽车的储氢装置中进行充氢时，为了保证充氢的快速性，在短时间内，储氢装置的内部压力会急剧升高，由于压力升高，带来的氢气压缩问题，同时也会使氢气的温度明显升高，氢气过高的温度容易造成安全隐患。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种充氢系统及方法，在为储氢装置提供快速充氢的过程中，充分保障充氢过程的安全、可靠。

本发明提出的一种充氢系统及方法，系统包括氢源、氢气压缩装置和氢气存储装置；

所述氢气压缩装置包括n级；所述氢气存储装置与所述氢气压缩装置一一对应，也包括n级；n为预设值；

所述氢源与所述氢气压缩装置通过供氢管道连接；所述氢气压缩装置与所述氢气存储装置。

进一步地，所述氢源由制氢厂提供，包括气态氢和液态氢。

进一步地，所述液态氢经过蒸发器转化为气态氢。

进一步地，系统还包括冷却器和分离器；冷却器和分离器也有多级，与氢气压缩装置一一对应。

进一步地，所述气态氢与一级氢气压缩装置通过供氢管道连接。

进一步地，氢气压缩装置与冷却器通过供氢管道连接；冷却器与分离器通过管道连接；氢气压缩装置采用隔膜压缩机或者离子液压缩机中的任意一种；冷却器采用涡流管；分离器采用热高压分离器或冷高压分离器。

进一步地，分离器包括两个出口，其中一个出口连接至水电解装置，另一个出口连接至下一级氢气存储装置的入口。

进一步地，氢气存储装置的出口连接至加氢枪的进氢口；加氢枪的出氢口连接至外部用氢装置；氢气存储装置还与压力变送器连接。

一种充氢方法，具体包括以下步骤：

制氢：

制氢厂包括两种制氢方式；第一种为液态氢经过蒸发器形成气态氢；第二种为制氢厂利用水电解装置形成气态氢；

氢气存储：

从制氢厂制得的气态氢，初始压力为P₀；初始气源经过一级氢气压缩装置升压，依次经过冷却器冷却，并通过分离器分离气态氢与水，最后进入一级氢气存储装置，直至通过压力变送器观察到一级氢气存储装置的气压达到预设的第一阈值P₁；

利用同样的原理，氢气分别进入二级氢气存储装置、…、n级氢气存储装置，达到对应的第二气压阈值P₂、…、第n气压阈值P_n；其中P₀P₁P₂…P_n；

充氢：