[发明专利]一种高压储氢气瓶试验用温控与防爆一体化装置

说明书

技术领域

 本发明属于储氢容器性能测试安全保护领域。具体来说涉及防止储氢容器试验过程中爆炸的安全隐患，并具有模拟不同的环境温度。另外还涉及储氢容器性能测试过程中各种数据的实时采集，并对储氢容器失效临界点做出准确判断。同时对于储氢容器突然失效或其它意外情况紧急停车的功能。属于氢能源领域。

背景技术

 能源是人类社会发展的关键因素。能源危机和环境问题的日益加重，要求人们寻找新能源代替传统的化石能源。近年来，世界各国纷纷关注新型清洁能源的开发研究。氢能以其燃烧产物洁净、燃烧效率高、可再生等优点被认为是新世纪的重要二次能源。

现有的氢气储存技术包括高压储氢、液氢储存、金属氢化物储氢、低温吸附储氢、纳米碳管高压吸附储氢以及液体有机氢化物储氢等。其中,高压储氢是最常用、最直接的储氢方式，近年来也有将吸附储氢与高压储氢相结合的方式。这些都离不开储氢的重要载体——储氢气瓶。对储氢气瓶最直接、最有效的研究方法就是实验研究。由于氢气易燃、易爆、易泄漏等特殊的物化学性质，对储氢气瓶的试验研究采用液压试验的方式，或者采用氮气代替氢气气压试验。如果仅采用液压试验的方式，和真实的氢气反复充放过程有着很大的差异。即使是用氮气代替氢气进行试验，由于氮气和氢气之间具有比较大的物化学性质，其实验结果和用氢气进行试验之间还是有着一定的差异，无法获得高压储氢瓶在承受反复充放氢气所表现出来的防泄漏能力。同时，由于氢原子的特殊性，容易和金属里面的碳原子结合而导致氢脆，出现腐蚀，这样，用其它气体代替氢气实验时，无法获得在疲劳载荷配合作用下，高压氢气的相关元件的腐蚀破坏程度。总而言之，鉴于高压储氢气的特点和储氢气瓶的风险特征，对其采用真实气体进行试验是非常有必要的。

储氢气瓶实验研究的关键技术之一是能对实验过程数据有效的采集和实验过程实时记录。目前的气瓶试验机应用在高压储氢气瓶试验时有着很多明显的不足，具体体现在如下几个方面：

1）、缺少防爆系统。目前很多气瓶或容器的气体承压试验一般会在防爆室内完成。虽然这样相对来说很安全，但防爆室的成本高，无法移动；

2）、缺少温控系统。储氢气瓶在使用过程中会遇到不同的环境温度，环境温度随着季节和地区的差异有着很大的差别，环境温度的差别对储氢气瓶性能的影响是不可忽略的；

3)、缺少氢气泄漏监测设备。由于目前对于气瓶的试验大多采用的是氮气这样的惰性气体，氮气的泄漏不会存在安全隐患，所以试验机都不会配备监测气体泄漏的设备。若以氢气作为试验的介质，由于氢气的特殊性质，氢气的泄漏监测设备就显得非常重要；

4）、数据采集一般为人工现场记录。实验员根据压力、温度和应力测量仪上的数据进行记录。由于人的疏忽，记录的数据极有可能不准确。而且要求实验员在整个试验过程中每到一定的时间就要记录一下数据，这无疑非常耗费人力；

5）、缺少气瓶外观记录设备。有些人对气瓶的研究会忽略气瓶外观状况的变化，其实外观状况也是气瓶的一个重要特征。目前试验时，大多采用目视镜肉眼观察的方法。肉眼观察受视力等条件限制，很难观察到容器外壁的细微变化。而且肉眼观察不能记录容器外壁的变化过程。储氢容器的疲劳试验一般是一个耗时比较长的试验，不可能一直跟踪观察容器外壁的变化；

6）、控制系统落后。目前的一些试验机的控制还多为人为控制，人为地控制压缩机的开启和电磁阀的开闭。人为控制往往会出现很多偏差，特别是遇到一些意外情况，有时很难做到紧急停车。

鉴于以上分析，本发明人针对现有技术下无法直接使用氢气进行实验，对储氢气瓶进行测试的现状进行分析，并加以深入研究，本案由此产生。

发明内容

 本发明的主要目的，在于提供一种高压储氢气瓶试验用温控与防爆一体化装置，其集防爆、温度控制、氢气泄漏监测于一体，使得利用氢气对储氢气瓶进行测试成为可能，从而有效地保证试验数据的准确性。

本发明的次要目的，在于提供一种高压储氢气瓶试验用温控与防爆一体化装置，其可极大地节省试验时的工作强度，提高试验的效率，并保证试验数据的实时性和准确性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：