CN212080864U - 一种利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路*** - Google Patents

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Abstract

一种利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，它包括氢气源、站用储氢罐一、站用储氢罐二和压缩机；所述氢气源通过压缩机进气管与压缩机进气口相连，所述压缩机出气口通过站用储氢罐一充装管与站用储氢罐一相连，所述压缩机出气口通过站用储氢罐二充装管与站用储氢罐二相连；所述压缩机进气管上设置有压缩机入口切断阀；所述站用储氢罐一充装管上设置有站用储氢罐一进口切断阀，所述站用储氢罐二充装管上设置有站用储氢罐二进口切断阀；所述站用储氢罐一内的气体压力值小于站用储氢罐二内的气体压力值。该***能够利用一台压缩机为不同的站用储氢罐供气，减少了压缩机的数量，大幅降低了设备的投资。

Description

一种利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***
技术领域
本实用新型涉及加氢站领域，特指一种利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***。
背景技术
以氢气为能源的燃料电池汽车具有环保、高效、零污染、零排放等优点。而氢燃料电池汽车需要以氢气作为燃料，为了减小氢气在车辆中的体积占比，需要利用高压车载储氢瓶将氢气进行储存。
目前国内常用的储存压力达到35MPa，甚至更高压力，达到70MPa。而为了给车辆提供如此高压的氢气，需要建设高压加氢站，以通过加氢站将站内的高压氢气加注到车辆的车载氢气瓶中。对于35MPa的车载储氢瓶，相对应的加氢站为35MPa加氢站，目前国内通常采用的站用储氢罐储存压力达到45MPa。而对于70MPa的车载储氢瓶，相对应的加氢站为70MPa加氢站，目前通常采用的站用储氢罐储存压力达到90MPa。加氢时通过站用储氢罐及相关连接管阀件，将氢气充装进氢燃料电池车。
现有的加氢站中，每种压力级别的站用储氢罐均各自连接一***立的压缩机，使氢气源出来的氢气通过一台压缩机给一种压力级别的站用储氢罐供气，然后通过另一台压缩机给另一种压力级别的站用储氢罐供气，使各压力级别的站用储氢罐均能得以有效充装。
现有的方案导致整个加氢站投入过多的压缩机，增加了设备的投入成本，增大了设备的占地面积。
发明内容
本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，该***能够利用一台压缩机为不同的站用储氢罐供气，减少了压缩机的数量，大幅降低了设备的投资。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，它包括氢气源、站用储氢罐一、站用储氢罐二和压缩机；所述氢气源通过压缩机进气管与压缩机进气口相连，所述压缩机出气口通过站用储氢罐一充装管与站用储氢罐一相连，所述压缩机出气口通过站用储氢罐二充装管与站用储氢罐二相连；所述压缩机进气管上设置有压缩机入口切断阀；所述站用储氢罐一充装管上设置有站用储氢罐一进口切断阀，所述站用储氢罐二充装管上设置有站用储氢罐二进口切断阀；所述站用储氢罐一内的气体压力值小于站用储氢罐二内的气体压力值。
由于上述结构，氢气源出来的氢气，能够通过一台压缩机送至不同的站用储氢罐进行存储，节省了压缩机的投入，节省了成本。同时，站用储氢罐二中的气压大于站用储氢罐一中的气压，向车载储氢瓶进行加注时，先将站用储氢罐一中的氢气充入车载储氢瓶，车载储氢瓶中的压力增加到一定值后，再用站用储氢罐二向车载储氢瓶进行加注，完成车载储氢瓶的加氢；由于站用储氢罐一内的气体压力值小于站用储氢罐二内的气体压力值，则站用储氢罐一与车载储氢瓶间的压差较小，先利用站用储氢罐一向车载储氢瓶充气能够避免车载储氢瓶的快速升温，当车载储氢瓶内的压力升到一定值后，再利用高压的站用储氢罐二向车载储氢瓶内充气时，储氢罐二与车载储氢瓶间压差相对于车载储氢瓶间未充装前是减小了的，因此也能够避免车载储氢瓶过快速升温。
进一步的，所述压缩机进气管与站用储氢罐一充装管间设置有站用储氢罐一回流管，所述站用储氢罐一回流管上设置有回流管切断阀；所述站用储氢罐一回流管与站用储氢罐一充装管的连接点，位于站用储氢罐一进口切断阀的下游端；所述站用储氢罐一回流管与压缩机进气管的连接点，位于压缩机入口切断阀的上游端；且所述站用储氢罐一回流管与压缩机进气管的连接点的上游端设置有氢气源切断阀。
由于站用储氢罐一回流管的存在，当氢气源中的压力偏低时，无法将氢气直接压缩进入站用储氢罐二，此时，可通过先将氢气源中的氢气压缩至站用储氢罐一中储存，然后站用储氢罐一的气体可经站用储氢罐一回流管进入压缩机，然后再压至站用储氢罐二中进行存储。该过程实现了当氢气源压力偏低的时候，利用站用储氢罐一中的氢气作为氢气源对站用储氢罐二进行充装。
进一步的，所述压缩机进气管的进气端设置有氢气源止回阀，用于避免储氢罐一回流管出来的氢气倒流至氢气源。
进一步的，所述站用储氢罐二充装管的进气端设置有站用储氢罐二止回阀，用于避免站用储氢罐二内的高压氢气倒流至压缩机和站用储氢罐一中。
进一步的，站用储氢罐一充装管的出气端设置有站用储氢罐一充装管安全阀，用于放散站用储氢罐一充装管中的气体，以避免站用储氢罐一存在超压风险，同时，还可以在站用储氢罐二中的高压气体少量反串进入站用储氢罐一这一侧时提供保障。
进一步的，站用储氢罐二充装管的出气端设置有站用储氢罐二充装管安全阀，用于放散站用储氢罐二充装管中的气体，以避免站用储氢罐二存在超压风险。
进一步的，所述氢气源的压力值为0～20MPa，站用储氢罐一内的气体压力值为0～20MPa，站用储氢罐二内的气体压力值为0～45MPa。
进一步的，所述氢气源的压力值为0～20MPa，站用储氢罐一内的气体压力值为0～45MPa，站用储氢罐二内的气体压力值为0～90MPa。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
通过本发明可以利用单台压缩机将氢气充装进入不同压力的两站用储氢罐，与现有技术采用两台压缩机充装不同压力的两站用储氢罐相比，大大节约了设备投资。同时，低压的站用储氢罐一还可以作为氢气源不在线的时候的氢气源，对高压的站用储氢罐二进行充装。
附图说明
图1是本实用新型的结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
一种利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，它包括氢气源1、站用储氢罐一3、站用储氢罐二4和压缩机2；所述氢气源1通过压缩机进气管5与压缩机2进气口相连，所述压缩机 2出气口通过站用储氢罐一充装管6与站用储氢罐一3相连，所述压缩机2出气口通过站用储氢罐二充装管7与站用储氢罐二4相连；所述压缩机进气管5上设置有压缩机入口切断阀11；所述站用储氢罐一充装管6上设置有站用储氢罐一进口切断阀12，所述站用储氢罐二充装管7上设置有站用储氢罐二进口切断阀15；所述站用储氢罐一3内的气体压力值小于站用储氢罐二4内的气体压力值；
所述氢气源1的压力值为0～20MPa，站用储氢罐一3内的气体压力值为0～20MPa，站用储氢罐二4内的气体压力值为0～45MPa。
所述压缩机进气管5与站用储氢罐一充装管6间设置有站用储氢罐一回流管8，所述站用储氢罐一回流管8上设置有回流管切断阀13；所述站用储氢罐一回流管8与站用储氢罐一充装管6的连接点，位于站用储氢罐一进口切断阀12的下游端；所述所述站用储氢罐一回流管8与压缩机进气管5的连接点，位于压缩机入口切断阀11的上游端；且所述站用储氢罐一回流管8与压缩机进气管5的连接点的上游端设置有氢气源切断阀10。
所述压缩机进气管5的进气端设置有氢气源止回阀9，所述氢气源止回阀9位于氢气源切断阀10 的上游端。
所述站用储氢罐二充装管7的进气端设置有站用储氢罐二止回阀14，站用储氢罐二止回阀14 位于站用储氢罐二进口切断阀15的上游端。
站用储氢罐一充装管6的出气端设置有站用储氢罐一充装管安全阀16。
站用储氢罐二充装管7的出气端设置有站用储氢罐二充装管安全阀17。
本实用新型的工作原理如下：
本实施例以35MPa加氢站为车载储氢瓶加氢为例进行说明；打开氢气源切断阀10和压缩机入口切断阀11，氢气源1中的5～20MPa氢气进入压缩机2加压；压缩机2将氢气压缩至20MPa后通过站用储氢罐一充装管6送至站用储氢罐一3，此时站用储氢罐一进口切断阀12打开，站用储氢罐二进口切断阀15和回流管切断阀13关闭；当站用储氢罐一3充满后，关闭站用储氢罐一进口切断阀12，打开站用储氢罐二进口切断阀15，压缩机2将氢气压缩至45MPa后通过站用储氢罐二充装管7送至站用储氢罐二4；该过程实现了单台压缩机2既可以对低压的站用储氢罐一3进行充装，又可以对高压的站用储氢罐二4进行充装的工艺过程。当站用储氢罐一3和站用储氢罐二4充满氢气后，站用储氢罐一3先通过管路向车载储氢瓶加氢，当车载储氢瓶中的压力增加到一定值后，再用站用储氢罐二4向车载储氢瓶进行加氢，完成车载储氢瓶的加氢；
当氢气源1的压力已经偏低，无法直接通过压缩机2对站用储氢罐二4进行充装时，此时可以利用站用储氢罐一3中的氢气作为氢气源1，该氢气源1通过储氢罐一回流管和压缩机进气管 5进入压缩机2，在该过程中，关闭站用储氢罐一进口切断阀12和氢气源切断阀10，打开回流管切断阀13、压缩机入口切断阀11和站用储氢罐二进口切断阀15，使高压氢气进入站用储氢罐二4。该过程实现了当氢气源1不在线的时候，利用站用储氢罐一3作为氢气源，对站用储氢罐二4进行充装的工艺过程。
当储氢罐一3的压力降下来后，再重新从氢气源1处取气，抬升储氢罐一3的压力；随后再从3取气，充到4中。通过这样的两级升压的方式，可以将从氢气源1中的压力抽到很低的目的。
实施例2
一种利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，它包括氢气源1、站用储氢罐一3、站用储氢罐二4和压缩机2；所述氢气源1通过压缩机进气管5与压缩机2进气口相连，所述压缩机 2出气口通过站用储氢罐一充装管6与站用储氢罐一3相连，所述压缩机2出气口通过站用储氢罐二充装管7与站用储氢罐二4相连；所述压缩机进气管5上设置有压缩机入口切断阀11；所述站用储氢罐一充装管6上设置有站用储氢罐一进口切断阀12，所述站用储氢罐二充装管7上设置有站用储氢罐二进口切断阀15；所述站用储氢罐一3内的气体压力值小于站用储氢罐二4内的气体压力值；
所述氢气源1的压力值为0～20MPa，站用储氢罐一3内的气体压力值为0～45MPa，站用储氢罐二4内的气体压力值为0～90MPa。
所述压缩机进气管5与站用储氢罐一充装管6间设置有站用储氢罐一回流管8，所述站用储氢罐一回流管8上设置有回流管切断阀13；所述站用储氢罐一回流管8与站用储氢罐一充装管6的连接点，位于站用储氢罐一进口切断阀12的下游端；所述所述站用储氢罐一回流管8与压缩机进气管5的连接点，位于压缩机入口切断阀11的上游端；且所述站用储氢罐一回流管8与压缩机进气管5的连接点的上游端设置有氢气源切断阀10。
所述压缩机进气管5的进气端设置有氢气源止回阀9，所述氢气源止回阀9位于氢气源切断阀10 的上游端。
所述站用储氢罐二充装管7的进气端设置有站用储氢罐二止回阀14，站用储氢罐二止回阀14 位于站用储氢罐二进口切断阀15的上游端。
站用储氢罐一充装管6的出气端设置有站用储氢罐一充装管安全阀16。
站用储氢罐二充装管7的出气端设置有站用储氢罐二充装管安全阀17。
本实用新型的工作原理如下：
本实施例以70MPa加氢站为车载储氢瓶加氢为例进行说明；打开氢气源切断阀10和压缩机入口切断阀11，氢气源1中的0～20MPa氢气进入压缩机2加压；压缩机2将氢气压缩至45MPa后通过站用储氢罐一充装管6送至站用储氢罐一3，此时站用储氢罐一进口切断阀12打开，站用储氢罐二进口切断阀15和回流管切断阀13关闭；当站用储氢罐一3充满后，关闭站用储氢罐一进口切断阀12，打开站用储氢罐二进口切断阀15，压缩机2将氢气压缩至90MPa后通过站用储氢罐二充装管7送至站用储氢罐二4；该过程实现了单台压缩机2既可以对低压的站用储氢罐一3进行充装，又可以对高压的站用储氢罐二4进行充装的工艺过程。当站用储氢罐一3和站用储氢罐二4充满氢气后，站用储氢罐一3先通过管路向车载储氢瓶加氢，当车载储氢瓶中的压力增加到一定值后，再用站用储氢罐二4向车载储氢瓶进行加氢，完成车载储氢瓶的加氢；
当氢气源1的压力已经偏低，无法直接通过压缩机2对站用储氢罐二4进行充装时，此时可以利用站用储氢罐一3中的氢气作为氢气源1，该氢气源1通过储氢罐一回流管和压缩机进气管 5进入压缩机2，在该过程中，关闭站用储氢罐一进口切断阀12和氢气源切断阀10，打开回流管切断阀13、压缩机入口切断阀11和站用储氢罐二进口切断阀15，使高压氢气进入站用储氢罐二4。该过程实现了当氢气源1不在线的时候，利用站用储氢罐一3作为氢气源，对站用储氢罐二4进行充装的工艺过程。
当储氢罐一3的压力降下来后，再重新从氢气源1处取气，抬升储氢罐一3的压力；随后再从3取气，充到4中。通过这样的两级升压的方式，可以将从氢气源1中的压力抽到很低的目的。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，其特征在于：它包括氢气源(1)、站用储氢罐一(3)、站用储氢罐二(4)和压缩机(2)；所述氢气源(1)通过压缩机进气管(5)与压缩机(2)进气口相连，所述压缩机(2)出气口通过站用储氢罐一充装管(6)与站用储氢罐一(3)相连，所述压缩机(2)出气口通过站用储氢罐二充装管(7)与站用储氢罐二(4)相连；所述压缩机进气管(5)上设置有压缩机入口切断阀(11)；所述站用储氢罐一充装管(6)上设置有站用储氢罐一进口切断阀(12)，所述站用储氢罐二充装管(7)上设置有站用储氢罐二进口切断阀(15)；所述站用储氢罐一(3)内的气体压力值小于站用储氢罐二(4)内的气体压力值。
2.根据权利要求1所述的利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，其特征在于：所述压缩机进气管(5)与站用储氢罐一充装管(6)间设置有站用储氢罐一回流管(8)，所述站用储氢罐一回流管(8)上设置有回流管切断阀(13)；所述站用储氢罐一回流管(8)与站用储氢罐一充装管(6)的连接点，位于站用储氢罐一进口切断阀(12)的下游端；所述站用储氢罐一回流管(8)与压缩机进气管(5)的连接点，位于压缩机入口切断阀(11)的上游端；且所述站用储氢罐一回流管(8)与压缩机进气管(5)的连接点的上游端设置有氢气源切断阀(10)。
3.根据权利要求1或2所述的利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，其特征在于：所述压缩机进气管(5)的进气端设置有氢气源止回阀(9)。
4.根据权利要求1或2所述的利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，其特征在于：所述站用储氢罐二充装管(7)的进气端设置有站用储氢罐二止回阀(14)。
5.根据权利要求1或2所述的利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，其特征在于：站用储氢罐一充装管(6)的出气端设置有站用储氢罐一充装管安全阀(16)，用于放散站用储氢罐一充装管(6)中的气体。
6.根据权利要求1或2所述的利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，其特征在于：站用储氢罐二充装管(7)的出气端设置有站用储氢罐二充装管安全阀(17)，用于放散站用储氢罐二充装管(7)中的气体。
7.根据权利要求1或2所述的利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，其特征在于：所述氢气源(1)的压力值为5～20MPa，站用储氢罐一(3)内的气体压力值为0～20MPa，站用储氢罐二(4)内的气体压力值为0～45MPa。
8.根据权利要求1或2所述的利用单压缩机进行双压力充装的加氢站管路***，其特征在于：所述氢气源(1)的压力值为0～20MPa，站用储氢罐一(3)内的气体压力值为0～45MPa，站用储氢罐二(4)内的气体压力值为0～90MPa。
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