[发明专利]一种高安全性智能化储氢装置及其制作、使用方法

说明书

本发明涉及氢储存技术领域，尤其涉及一种高安全性智能化储氢装置及其制作、使用方法，包括内衬、复合材料层、若干变形量测量传感器、柔性保护套、智能控制盒；所述复合材料层包覆在所述内衬外侧，若干所述变形量测量传感器位于所述复合材料层、内衬之间，所述柔性保护套包覆在所述复合材料层两端，所述智能控制盒固定连接在所述柔性保护套外侧，若干所述变形量测量传感器与所述智能控制盒电性连接。本发明可以解决现有储氢装置存在的安全性难题。

技术领域

本发明涉及氢储存技术领域，尤其涉及一种高安全性智能化储氢装置及其制作、使用方法。

背景技术

自“碳达峰、碳中和”目标的提出以来，各个行业都在积极响应，提出了许多有利促进该目标的举措，其中调整能源消费结构，大力推进清洁能源的应用成为最行之有效的方法。氢能具有燃烧热值高、无污染、来源广泛、可再生等优势，成为化石能源的主要替代品。在氢能的高效利用中，氢能的高效储运技术是世界关注的重点。高压储氢技术与其它储氢技术相比，具有储氢密度大、成熟度高、控制方便等优点成为当下最为适用的储氢技术。然而，储氢装置服役压力高达70MPa，且在服役的过程中，承受5MPa至70MPa的循环交变载荷。由于高压储氢装置内衬往往采用薄壁的铝合金材料或者高分子材料制备，在过载和交变载荷作用下极易发生内衬破坏、纤维束分层及断裂，严重影响高压储氢装置的使用安全性。此外，现有的高压储氢装置采用碳纤维增强树脂基复合材料作为内压承载材料。由于该材料呈现出明显的脆性特征，且该装置存在多材料、复杂界面等特征，导致高压储氢装备在破坏之前难以发觉，使得高压储氢装置存在较高的安全隐患。因此，通过高压储氢装置的创新结构设计，实现高压储氢装置损伤在线报警，可以有效的提高储氢装置的使用安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高安全性智能化储氢装置及其制作、使用方法，以解决上述问题，解决现有储氢装置存在的安全性难题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种高安全性智能化储氢装置，包括内衬、复合材料层、若干变形量测量传感器、柔性保护套、智能控制盒；

所述复合材料层包覆在所述内衬外侧，若干所述变形量测量传感器位于所述复合材料层、内衬之间，所述柔性保护套包覆在所述复合材料层两端，所述智能控制盒固定连接在所述柔性保护套外侧，若干所述变形量测量传感器与所述智能控制盒电性连接。

优选的，所述内衬两端为半球形结构，所述内衬一端设有充气口，所述复合材料层随型贴合在所述内衬外侧，所述柔性保护套随型贴合在复合材料层的半球形结构外侧。

优选的，所述变形量测量传感器的长度方向沿所述内衬环形布设，若干所述变形量测量传感器沿所述内衬轴向等间隔排列；所述变形量测量传感器为大应变应变传感器或导电涂层。

优选的，所述内衬为薄壁金属或者高分子材料。

优选的，所述复合材料层为碳纤维增强树脂基复合材料或玻璃纤维复合材料，所述复合材料层的纤维铺设角度为±55₂或±74₆，所述复合材料层厚度为总厚度的70-80％。

优选的，所述柔性保护套为软性材料。

一种高安全性智能化储氢装置的制作方法，所述装置为上述技术方案任一项装置，所述方法包括如下步骤：

制备所述内衬，通过树脂将所述复合材料层粘附在所述内衬外侧，粘附所述复合材料层时将所述变形量测量传感器封装在所述复合材料层与所述内衬之间，待所述复合材料层凝固后将所述柔性保护套套在所述复合材料层外侧，完成制作。

优选的，所述内衬通过旋压、焊接、吹塑、滚塑制备。

一种高安全性智能化储氢装置的使用方法，所述装置为上述技术方案任一项所述装置，所述方法包括如下步骤：