專利名稱：一種基于燃料電池應急發電車的在線供氫系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供氫系統，具體來說，是涉及一種基于燃料電池應急發電車的在線供氫系統。
背景技術：
在電力中斷，突發事故或臨時用特定供電場所等領域，移動應急發電車是一種有效的供電方式。目前基于移動應急發電車的電源供應方式主要為柴油發電機組供電方式，噪音大、易造成環境污染。為了解決上述缺陷，近幾年來各類新能源移動應急發電車應運而生。基于氫能源的燃料電池發電技術作為新一代清潔能源，在全球范圍得到了廣泛的認可，目前該系統的應急發電車已經在通信用備用電源等領域有了成熟的案例。燃料電池的原理是以氫氣和氧氣為原料，通過化學反應直接產生電能。由于氫氣燃料本身無色無味，并且具有較低的著燃點，所以使用安全尤為重要。為保障燃料電池氫氣的安全供給和自動化，必須有一套完善的供氫系統與之相配。目前市場上供氫系統多采用15MPa鋼瓶，儲量小，質量大，不適合移動發電車。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種基于燃料電池應急發電車的在線供氫系統，不僅能實現在線補氫、高壓儲氫、低壓安全氫氣卸放和空氣吹掃，更能準確估算氫瓶剩余壓力。本實用新型的目的是這樣實現的:—種基于燃料電池應急發電車的在線供氫系統,包括補氫組件和至少兩套供氫組件；每套所述供氫組件包括:依次連接的儲氫瓶、儲氫瓶閥、溢流閥和供氫單向閥，各套供氫組件的供氫單向閥均連接至高壓減壓閥，所述高壓減壓閥連接至燃料電池，所述每個儲氫瓶上均設有手動閥，所述高壓減壓閥處設有主路壓力表，所述高壓減壓閥通過放空閥連接至放空管；所述補氫組件包括:加注口、補氫單向閥和與供氫組件數量對應的球閥，每一球閥對應一儲氫瓶閥，所述加注口、補氫單向閥通過各球閥連接至相應的儲氫瓶閥，所述加注口處設有加注壓力表。其中，所述儲氫瓶閥包括先導式電磁閥、手動截止閥、溶栓閥、溫度傳感器和壓力傳感器。先導式電磁閥使儲氫瓶瓶閥能夠接入燃料電池電源總控制系統實行遠程操作，并且先導式電磁閥在35MPa下只需12V就能打開，省電高效；手動截止閥可保證儲氫瓶閥在維護和檢修時的安全性；溶栓閥則保證出現事故時的氫氣緊急排空；溫度傳感器和壓力傳感器可輸出信號實時檢測儲氫瓶內溫度和壓力變化情況。進一步地，所述高壓減壓閥上設有低壓表。其中，所述供氫組件的套數可根據用戶實際需求增減，設計成兩套、三套、四套或更多套數；所述儲氫瓶優選規格為128L、35MPa鋁內膽碳纖維纏繞儲氫瓶。進一步地，所述高壓減壓閥的出口處設有安全泄壓閥，一旦氣體壓力超過燃料電池可接受范圍將會馬上泄壓，保證供氣壓力小于用戶最大的使用壓力。[0011]優選地，所述儲氫瓶采用臥式層疊放置，外框使用角鋼支架固定，使其滿足車用抗震要求。本實用新型由于采用了上述技術方案，與現有技術相比具有以下有益效果:本實用新型一種基于燃料電池應急發電車的在線供氫系統由于設有補氫組件和至少兩套供氫組件，因此當其中一套供氫組件中的儲氫瓶內氫氣逐漸用盡時，可不中斷在線供氫的情況下，利用補氫組件中球閥的選擇對相應儲氫瓶進行在線補氫，從而保障了燃料電池的不間斷運作；同時溢流閥能保證在系統管道出現意外斷裂時能及時切斷氣源，單向閥可防止系統使用時發生氫氣回流，從而保障了系統在使用過程中的安全性。

通過以下本發明的實施例并結合附圖的描述，示出本發明的其它優點和特征，該實施例以實例的形式給出，但并不限于此，其中:圖1為本實用新型一種基于燃料電池應急發電車的在線供氫系統的一個較優實施例的系統結構示意圖；圖2為圖1所示實施例的安裝結構示意圖(側面)；圖3為圖1所示實施例的安裝結構示意圖(正面)。
具體實施方式
燃料電池移動發電車的使用要求，專用供氫系統的設計要求為:1、滿足燃料電池系統凈輸出30kw，連續運行3小時；2、按照系統效率50%計算，儲氫量應大于8kg ;3、氫氣壓力輸出范圍2MPa ;4、手動控制閥及受氣口在同一側,且方便加氫；5、氫格內需安裝壓力傳感器及溫度傳感器，壓力傳感器檢測瓶內壓力，低于4MPa報警，溫度傳感器檢測瓶內溫度；
6、供氫系統具有在線補氫功能。按照上述要求，本實用新型的一個較優實施例(根據需要，供氫組件設計為三套)的系統結構為:如圖1所示，包括補氫組件和三套供氫組件；每套所述供氫組件包括:依次連接的儲氫瓶1、儲氫瓶閥2、溢流閥4和供氫單向閥5，各套供氫組件的供氫單向閥5均連接至高壓減壓閥10，高壓減壓閥10通過管道14連接至燃料電池，每個儲氫瓶I上均設有手動閥，高壓減壓閥10處設有主路壓力表，高壓減壓閥10通過放空閥6連接至放空管12 ;補氫組件包括:加注口 8、補氫單向閥15和與供氫組件數量對應的球閥3，每一球閥3對應一儲氫瓶閥2，加注口 8、補氫單向閥15通過各球閥3連接至相應的儲氫瓶閥2，加注口 8處設有加注壓力表7。其中，儲氫瓶閥2包括先導式電磁閥、手動截止閥、溶栓閥、溫度傳感器和壓力傳感器。先導式電磁閥使儲氫瓶瓶閥能夠接入燃料電池電源總控制系統實行遠程操作，并且先導式電磁閥在35MPa下只需12V就能打開，省電高效；手動截止閥可保證儲氫瓶閥在維護和檢修時的安全性；溶栓閥則保證出現事故時的氫氣緊急排空；溫度傳感器和壓力傳感器可輸出信號實時檢測儲氫瓶內溫度和壓力變化情況。進一步地，高壓減壓閥10上設有低壓表11。其中，儲氫瓶I為高壓纏繞瓶，瓶內膽采用鋁合金鑄造，外部增加碳纖維纏繞，在保證其耐壓強度和耐氫脆性的同時，也能夠實現較輕的質量。本實施例中所選用的儲氫瓶規格為128L、35MPa的纏繞瓶，工作溫度為_40°C至+85°C、最大工作壓力43.75MPa、質量(58kg。這款儲氫瓶的儲氣量大，質量較小非常適合燃料電池移動發電車使用。進一步地，高壓減壓閥10的出口處設有安全泄壓閥13，一旦氣體壓力超過燃料電池可接受范圍將會馬上泄壓，保證供氣壓力小于用戶最大的使用壓力。如圖2、圖3所示，為本實施例安裝在移動發電車上的安裝結構示意圖，儲氫瓶I采用臥式層疊放置，外框使用角鋼支架固定，使其滿足車用抗震要求。各種控制用球閥、壓力表和加注口等均固定在一個控制面板16上，方便操作。所有管道接頭均以卡套連接方式，維護和拆卸方便。支架底部有安裝固定腳，將系統整體安裝在移動發電車車廂內，保證其安全性。安裝在移動發電車車廂內，能滿足供氫、補氫、排空和吹掃功能。初次使用時，先對系統進行加氫，在控制面板16上打開相應要加注儲氫瓶的球閥3，首次加注必須將全部球閥3打開。高壓氫氣通過加注口 8流經補氫單向閥15后分為三路進入三個儲氫瓶中。加注過程中，系統安裝有加注壓力表7，實時顯示當前加注的壓力，壓力如有異常立即停止加注，加注完成后必須關閉所有控制球閥6，待需要時才開啟。在線供氫時，啟動儲氫瓶閥2，35MPa高壓氫氣通過瓶閥2從儲氫瓶I內流出，經過溢流閥4、單向閥5后進入主供氣管路，再通過高壓減壓閥10將壓力減至2MPa以后進入燃料電池發電系統。在線補氫時，通過儲氫瓶閥2上的壓力傳感器確定需要補氫的儲氫瓶，關閉該儲氫瓶上的先導式電磁閥，并打開相應的球閥3。在線補氫時，系統仍能正常工作，供氫單向閥5確保不會發生氣體回流狀況。在系統維護和檢修過程中，需要先排空系統內剩余氫氣，在進行維護和更換元器件，更換后需吹掃管路中的夾雜空氣。排空時，把來自安全泄壓閥13、高壓減壓閥10、連接燃料發電系統的管道14，及放空閥6的氫氣匯集在一起，通過放空管12集中排空放散，放散口可根據移動發電車現場布置安裝，放散管路均為低壓部分，通過高壓減壓閥10控制壓力保證排空安全。吹掃時，打開所有球閥3，將高壓氫氣加注入系統，使高壓氫氣流經系統中所有管路，最后通過高壓減壓閥10排空達到吹掃功能。
權利要求1.一種基于燃料電池應急發電車的在線供氫系統，其特征在于，包括補氫組件和至少兩套供氫組件； 每套所述供氫組件包括:依次連接的儲氫瓶、儲氫瓶閥、溢流閥和供氫單向閥，各套供氫組件的供氫單向閥均連接至高壓減壓閥，所述高壓減壓閥連接至燃料電池，所述每個儲氫瓶上均設有手動閥，所述高壓減壓閥處設有主路壓力表，所述高壓減壓閥通過放空閥連接至放空管； 所述補氫組件包括:加注口、補氫單向閥和與供氫組件數量對應的球閥，每一球閥對應一儲氫瓶閥，所述加注口、補氫單向閥通過各球閥連接至相應的儲氫瓶閥，所述加注口處設有加注壓力表。
2.如權利要求1所述的在線供氫系統，其特征在于:所述儲氫瓶閥包括先導式電磁閥、手動截止閥、溶栓閥、溫度傳感器和壓力傳感器。
3.如權利要求1所述的在線供氫系統，其特征在于:所述高壓減壓閥上設有低壓表。
4.如權利要求1所述的在線供氫系統，其特征在于:所述儲氫瓶為規格為128L、35MPa鋁內膽碳纖維纏繞儲氫瓶。
5.如權利要求1所述的在線供氫系統，其特征在于:所述高壓減壓閥的出口處設有安全泄壓閥。
6.如權利要求1-5中任一權利要求所述的在線供氫系統，其特征在于:所述儲氫瓶采用臥式層疊放置，外框使用角鋼支架固定。
專利摘要本實用新型涉及在線供氫系統。其目的是提供一種基于燃料電池應急發電車的在線供氫系統，不僅能實現在線補氫、高壓儲氫、低壓安全氫氣卸放和空氣吹掃，更能準確估算氫瓶剩余壓力。本系統包括補氫組件和至少兩套供氫組件；每套供氫組件包括依次連接的儲氫瓶、儲氫瓶閥、溢流閥和供氫單向閥，各套供氫組件的供氫單向閥均連接至高壓減壓閥，高壓減壓閥連接至燃料電池，每個儲氫瓶上均設有手動閥，高壓減壓閥處設有主路壓力表，高壓減壓閥通過放空閥連接至放空管；補氫組件包括加注口、補氫單向閥和與供氫組件數量對應的球閥，每一球閥對應一儲氫瓶閥，加注口、補氫單向閥通過各球閥連接至相應的儲氫瓶閥，加注口處設有加注壓力表。
文檔編號F17D1/02GK203036254SQ20122070707
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者高頂云, 李仕棟, 陳華強, 楊陽, 劉紹軍, 李冬梅 申請人:上海舜華新能源系統有限公司