[发明专利]一种液氢加氢站冷量回收利用系统及方法

说明书

本发明公开了一种液氢加氢站冷量回收利用系统及方法，包括液氢增压输入管线、空温式气化器、储氢组件和输出端；所述液氢增压输入管线与空温式气化器连接，所述空温式气化器与储氢组件连接，所述储氢组件与输出端连接；所述液氢增压输入管线和空温式气化器之间并联设置有换热管线；所述换热管线和输出端之间设置有回收利用管线；本方法先让液氢与冷媒进行换热，使得冷媒温度降低，吸收液氢冷量的冷媒进入到冷冻水机组水箱中换热盘管对水箱中的载冷剂进行冷却降温，冷媒温度升高后通过循环泵回到换热器再与液氢进行换热；被冷却的载冷剂通过外循环泵增压后通过换热器对加注氢气进行预冷降温，载冷剂吸收氢气热量温度升高后回到水箱再进行冷却。

技术领域

本发明涉及液氢加注站技术领域，尤其涉及一种液氢加氢站冷量回收利用系统及方法。

背景技术

随着氢燃料电池汽车的逐渐兴起与规模化应用，作为氢燃料电池汽车的配套设施，加氢站的建设目前也在加速进行，由于今后很多加氢站的单站日加氢量将会远超1000kg，这就意味着液氢加氢站会在未来氢能产业链中占据非常重要的位置。

液氢加氢站一般由液氢储罐、高效液氢增压泵、高压液氢气化器、氢气存储容器(储罐或瓶组，以下同)、以及加氢机和控制系统等关键模块组成。目前的液氢加注通常是先对液体进行增压，然后在高压汽化器里让它吸收环境空气中的热量自然汽化后，随即氢气进入储氢容器进行储存或直接对下游的氢燃料电池汽车进行加氢。

对于常规液氢加氢站的液氢冷量回收利用而言，目前通常的做法是：

1.国外如某国际气体公司采用的工艺是将液氢增压泵出口45MPa的液氢与气态储氢容器出来的气氢进行混配达到对加注氢气进行预冷的目的，

2.直接配套加注过程预冷需要制冷量的冷冻机，通过冷冻机进行制冷。

但是上述2种做法均存在缺陷：

第1种做法，由于燃料电池车加注过程一般在几分钟内完成，加注为压差变化、流量波动较大的过程，采用液氢进行混配存在液氢调节滞后、失调的风险，易造成下游的冷脆安全风险，因此需要配置冷脆保护系统；站内有几杆枪需要同时加氢，则需要有几套前述的系统，配置比较繁冗；同时，目前较成熟的液氢增压泵一般增压最高压力小于50MPa，因此对于70MPa加氢机的氢气加注，液氢的压力不够，无法实现与气氢的混配。第2种做法，通过冷冻机直接进行制冷能耗高，液氢低温冷量得不到利用。

发明内容

本发明的目的是，针对上述不足之处提供一种液氢加氢站冷量回收利用系统及方法，解决了现有技术中，对于液氢冷量回收时设备复杂，且回收的冷量无法有效利用的问题。

本方案是这样进行实现的：

一种液氢加氢站冷量回收利用系统，包括液氢增压输入管线、空温式气化器、储氢组件和输出端；所述液氢增压输入管线与空温式气化器连接，所述空温式气化器与储氢组件连接，所述储氢组件与输出端连接；其特征在于：所述液氢增压输入管线和空温式气化器之间并联设置有换热管线；所述换热管线和输出端之间设置有回收利用管线。

基于上述一种液氢加氢站冷量回收利用系统，所述液氢增压输入管线包括液氢储罐和液氢增压泵，液氢增压泵设置在液氢储罐之后，液氢增压泵与空温式气化器之间设置有旁路管线，所述旁路管线和换热管线并联设置；所述旁路管线上设置有流量调节阀。

基于上述一种液氢加氢站冷量回收利用系统，所述换热管线包括入口切断阀和换热组件，所述入口切断阀和换热组件依次设置在换热管线上。

基于上述一种液氢加氢站冷量回收利用系统，所述换热组件包括换热器本体、冷媒上水管道、冷媒回水管道、冷媒循环泵、冷媒换热盘管和回收腔；所述冷媒上水管道和冷媒回水管道分别与换热器本体连通，所述冷媒循环泵设置在冷媒上水管道中，所述冷媒换热盘管分别与冷媒上水管道、冷媒回水管道连接，冷媒换热盘管设置于回收腔中。