[发明专利]加氢方法和加氢站

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢站和加氢方法。

本发明更具体地涉及一种特别用于向车辆的燃料罐填充氢气的加氢站，该加氢站包括容纳液化氢的源罐、用于将液化氢从源罐提取到至少一个使用站的提取管、设置于提取管中的电动低温泵、连接于电动低温泵以便向电动低温泵供电的电源。

背景技术

液化氢的储存具有很多优点，特别是压缩液态氢相对简单。实际上，压缩液态氢的成本比压缩氢气的成本低。这主要是因为压缩一定体积的液体所消耗的能量比压缩一定体积的气体的能量少。

与使用气体压缩机的等同系统相比，使用用于液态氢的泵产生高压使得加燃料系统的能量消耗减少到大约五分之一。

在低温泵没有被最佳地使用的情况下，该泵中的液态氢的蒸发损失是很可观的。这种液态氢在泵送之前被从压缩室去除，这样，抽吸到泵送缸中的流体就不会是两相混合物，该两相混合物会降低原本设计成只泵送液体的泵的效率。因此蒸发的氢气必须以较低的压力(进气压力)被去除。

因为这些蒸发损失不可能被消除，所以低温泵总是产生与泵壳体中的低温液体的蒸发相对应的脱气传输。

此清除的氢气大部分排放到大气中，或者使用气体压缩机进行再次压缩，但是这样做就能量平衡而言并不令人满意，且使得设备更加复杂。

发明内容

本发明的目的是消除现有技术的部分或全部前述缺点。

为此，根据上述序言中给出的总体定义的其他方面，根据本发明的加氢站的重要特征在于，所述电源包括至少一个燃料电池。

此外，本发明的一些实施例可包括以下特征的一个或多个：

-所述站包括通过脱气管线流体地连接于低温泵的脱气罐，以便回收该泵内蒸发的氢气的至少一部分，

-脱气罐包括气体提取出口，该气体提取出口通过供应管连接于燃料电池的燃料供应入口，

-供应管包括用于加热来自脱气罐的气体的热交换器，和用于控制导入到燃料电池的燃料供应入口的气体的控制阀，

-供应管包括放泄阀，该放泄阀在供应管中设定过压的情况下将气体排放到大气中，

-用于从源罐提取液态氢的提取管包括定位于泵的下游的用于加热被提取的氢的热交换器和调节阀，

-所述站包括用于切换和调节传输到泵的电力供应的切换和调节构件，此切换和调节构件一方面连接于燃料电池的电功率输出端，且另一方面连接于泵的电力供应输入端，所述电源还包括连接于该切换和调节构件的电力分配网，所述切换和调节构件设计成使得所述泵选择性地由电力分配网和/或燃料电池提供电力，或者允许由燃料电池产生的电力被传输到电力分配网，

-所述站包括测量和控制构件，该测量和控制构件用于测量和控制源罐内的压力，并能够增大或减小此源罐内的压力，

-所述站包括用于测量脱气罐中的液位的装置，此装置连接于所述测量和控制源罐内的压力的构件，所述用于测量和控制源罐内的压力的构件还连接于所述控制导入燃料电池的气体的阀，以便根据测量的脱气罐中的液位来控制此阀的打开/关闭，

-源罐位于地平面以下，例如被掩埋，所述泵位于和源罐相同高度处或在源罐的上方，

-燃料电池产生直流电，且所述用于切换和调节传输到泵的电力供应的切换和调节构件包括能够将直流电转变为交流电的变换器，

-所述加氢站还包括用于从源罐补给液化氢的站，使得氢气的供应和/或液化氢的供应可同时或不同时地被补充。

本发明还涉及一种特别是用于给车辆的燃料罐补给氢气的加氢方法，该方法使用的加氢站包括用于容纳液化氢(LH2)的源罐，用于将液化氢从源罐提取到至少一个使用站的提取管，定位于提取管中的电动低温泵，其特征在于，该方法包括通过燃料电池向低温泵供电的步骤。

此外，本发明的一些实施例可包括以下特征的一个或多个：

-该方法包括使通过泵蒸发的氢气再循环以便向燃料电池供应燃料的步骤，

-通过泵蒸发的氢气经过并存储到位于泵和燃料电池之间的缓冲脱气罐中，且其中该方法包括：

-测量脱气罐中的液位的步骤，

-根据测量的脱气罐中的液位控制被导入以供应燃料电池的气体量的步骤，

-当测量的脱气罐中的液位高于第一阈值液位时，减少被导入以供应燃料电池的气体量，当测量的脱气罐中的液位低于第二阈值液位时，增加被导入以供应燃料电池的气体量，

-该方法包括测量脱气罐中的液位的步骤和控制低温泵的入口压力的步骤以便保持脱气罐中设定的液位，