[发明专利]氢气加注装置及加注方法

权利要求书

1.一种氢气加注装置，其特征在于，包括：

低压管路，低压管路的上游接低压气源，按照气流方向，低压管路上依次布置有低压氮气置换三通、低压手动切断阀、低压气动阀门和低压止逆阀；

中压管路，中压管路的上游接中压气源，按照气流方向，中压管路上依次布置有中压氮气置换三通、中压手动切断阀、中压气动阀门和中压止逆阀；

高压管路，高压管路的上游接高压气源，按照气流方向，高压管路上依次布置有高压氮气置换三通、高压手动切断阀、高压气动阀门和高压止逆阀；

其中：

低压管路、中压管路、高压管路平行排布，低压管路、中压管路、高压管路的下游连接到汇管管路，在汇管管路之后依次布置有过滤器、流量计、调压控制器、氢气冷却换热器、温度传感器、压力传感器、拉断阀和加氢枪。

2.根据权利要求1所述的氢气加注装置，其特征在于，所述汇管管路还通过放空三通与放空管线连接，所述放空管线分两路并行，一路通过气动阀门放空，另一路经铅封开切断阀连接安全角阀，两路所述放空管线汇合后经连接泄放总管。

3.根据权利要求1所述的氢气加注装置，其特征在于，在低压管路中的氢气压力范围为10-20MPa，在中压管路中的氢气压力范围为21-60MPa，在高压管路中的氢气范围71-89MPa。

4.根据权利要求1所述的氢气加注装置，其特征在于，所述过滤器为直通型颗粒过滤器，过滤精度不大于100μm；所述流量计采用质量流量计，量程范围为0.1-15kg/min，承压能力不低于100MPa。

5.根据权利要求1所述的氢气加注装置，其特征在于，所述氢气冷却换热器采用微通道型紧凑型换热器，换热功率50-100kW，所用冷媒介质为耐冰冻介质的醇类化合物。

6.根据权利要求1所述的氢气加注装置，其特征在于，所述压力传感器测试范围为0-150MPa；所述温度传感器测试范围为-60～200℃。

7.根据权利要求2所述的氢气加注装置，其特征在于，所述低压管路、中压管路、高压管路、汇管管路和放空管线采用不锈钢材料，内径管径为10-15mm，壁厚为1-2mm。

8.根据权利要求1所述的氢气加注装置，其特征在于，在所述加氢枪上设置拉断阀，所述拉断阀脱离拉力范围为100-1000N，工作压力100MPa。

9.一种氢气加注方法，使用根据权利要求1-8任一项所述的氢气加注装置为车载气瓶口加注氢气，其特征在于，包括：

当加氢枪与车载气瓶口连接后，发出加氢信号，压力传感器、温度传感器接收加氢信号，提供给压力控制器以启动加氢程序；

比较车载气瓶口压力与低压管路、中压管路和高压管路的压力值差值，当压力差在加氢协议规定的范围内时，启动对应的管路气动阀门，以顺序实现低压加气、中压加气和高压加气，其中：

实现低压加气包括：当加氢程序被触发以后，启动低压管路气动阀门，低压氢气通过低压管路、汇管管路、过滤器、流量计、换热预冷、压力控制器、压力温度传感器、加氢枪、加氢口加注到车载气瓶中，当低压管路压力与车载气瓶口处压力之差到一定值时，关闭低压管路气动阀门；

实现低压加气包括：在低压管路气动阀门关闭的同时开启中压管路气动阀门，中压氢气通过中压管路、汇管管路、过滤器、流量计、换热预冷、压力控制器、压力温度传感器、加氢枪、加氢口加注到车载气瓶中，当中压管路压力与车载气瓶口处压力之差到一定值时，关闭中压管路气动阀门；

实现高压加气包括：在中压管路气动阀门关闭的同时开启高压管路气动阀门，高压氢气通过高压管路、汇管管路、过滤器、流量计、换热预冷、压力控制器、压力温度传感器、加氢枪、加氢口加注到车载气瓶中，当高压管路压力与车载气瓶口处压力之差到一定值时，或车载气瓶口处压力达到最高加氢压力70MPa，或加注压力达到目标压力时，关闭高压管路气动阀门和压力控制器。

10.根据权利要求9所述的氢气加注方法，其特征在于，当完成加注后，放空管线的气动阀门打开，汇管管路中的氢气通过放空管线泄放到排空管线中，在压力平衡后关闭放空管线的气动阀门。