[发明专利]有源式液氢车载储存系统及运输工具

说明书

本发明属于绿色新能源技术领域，公开了一种有源式液氢车载储存系统，该有源式液氢车载储存系统包括液氢储罐、隔热单元和冷凝单元，液氢储罐用于储存液态氢且液氢储罐内留有第一蒸发空间，隔热单元围设在液氢储罐的外侧，用于隔阻环境中的热量进入液氢储罐，冷凝单元包括液化罩和制冷系统，液化罩和制冷系统中的冷头均设置在液氢储罐内，冷头用于对液化罩降温，使液氢储罐内蒸发的气态氢能够在液化罩上冷凝为液态氢，该有源式液氢车载储存系统实现了被动式隔热和主动式隔热相结合的效果，延长了液态氢的储存时间，并且降低了液态氢由于蒸发导致的损失率。

技术领域

本发明涉及绿色新能源技术领域，尤其涉及一种有源式液氢车载储存系统及运输工具。

背景技术

氢作为一种绿色清洁能源，其使用与运输越来越受到人们的重视并投入力量深入开发与研究，由于氢气的单位体积能量密度非常低(常压下仅为0.084kg/m³),而在同样的压力下，液氢的能量密度是氢气的840倍，因此，液氢的使用与运输是氢能源利用的研究重点。

人们日常使用液氢的环境温度通常在300K(27摄氏度)左右，而液氢的自身温度在20K左右，使用液氢的环境温度与液氢的自身温度之间存在着巨大温差，这就意味着如果没有有力的措施或装备支持，存储罐中的液氢将会很快蒸发，若存储罐的密封性较差，则蒸发的氢气很快就会损失掉，若存储罐的密封性很好，则存储罐内的压力将随着液氢的蒸发快速升高，使得存储罐面临爆破甚至燃烧等危险。

现有技术中，为了使存储罐内的液氢维持在液体状态，采用的方式是在存储罐外部设置隔热防护层，以隔阻环境中的热量进入存储罐，上述被动式隔热方式的隔热效果十分有限，因为存储罐内外的巨大温差(约280K左右)是一直存在的，这导致热辐射是很难被彻底隔阻掉的，因此，如何实现存储罐的主动式隔热是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种有源式液氢车载储存系统，该有源式液氢车载储存系统能够实现液氢储罐被动式隔热和主动式隔热相结合的效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

有源式液氢车载储存系统，包括：

液氢储罐，液氢储罐用于储存液态氢，且液氢储罐内留有第一蒸发空间；

隔热单元，隔热单元围设在液氢储罐的外侧，隔热单元能够隔阻环境中的热量进入液氢储罐；

冷凝单元，冷凝单元包括液化罩和制冷系统，液化罩设置于液氢储罐内并位于液态氢的上方，制冷系统包括冷头，冷头设置于液氢储罐内，冷头用于对液化罩降温，使液氢储罐内蒸发的气态氢能够在液化罩上冷凝为液态氢。

可选地，有源式液氢车载储存系统还包括安全处理单元，安全处理单元包括反应箱和液氮储罐，反应箱设有排气口，液氮储罐用于储存液态氮，液氮储罐内留有第二蒸发空间，液氢储罐的顶部和液氮储罐的顶部均与反应箱连通，液氢储罐内蒸发的气态氢和液氮储罐内蒸发的气态氮能够在反应箱内反应生成氨气，氨气能够由排气口排出反应箱。

可选地，安全处理单元还包括安全管路和安全阀，液氢储罐的顶部与反应箱通过安全管路连通，安全阀设置于安全管路上，当液氢储罐内的气压值达到预设值时，安全阀打开。

可选地，隔热单元包括真空外壳体，真空外壳体围设在液氢储罐的外侧，且真空外壳体与液氢储罐之间为真空腔。

可选地，隔热单元还包括缓冲件，缓冲件具有弹性，真空外壳体与液氢储罐通过缓冲件连接。

可选地，隔热单元还包括防热辐射屏，防热辐射屏围设在液氢储罐的外侧并置于真空腔内。

可选地，制冷系统还包括压缩机、散热器以及节流降压元件，压缩机和散热器均设置于液氢储罐外，压缩机、散热器、节流降压元件以及冷头通过连通管依次连通，连通管内流通有工作介质。