液氢卸料的预冷系统及其预冷方法与流程

本发明涉及液氢储运，尤其涉及一种液氢卸料的预冷系统及其预冷方法。

背景技术：

1、氢能被视为最具发展潜力的清洁能源，是新能源技术体系的重要组成部分。氢的制取、储存、运输、应用技术将成为未来备受关注的焦点。与气态储氢和固态储氢相比，液氢储运具有纯度高、远距离输运成本低、加注效率高等优点，是氢储运的重要研究方向。

2、与天然气相似，需要通过液氢接收站完整的生产体系实现氢能产业的发展。目前，液氢接收站在建成至投产阶段需要对用于液氢存储及输送的管道及设备进行预冷处理，从而使常温的管道及设备达到温度较低的工作状态，以避免温度的急剧变化引起管道及设备局部结构的大幅收缩，即因温度的急剧变化带来移位、变形的风险，造成不必要的损坏。

技术实现思路

1、本发明的第一方面提供一种液氢卸料的预冷系统，用以解决现有技术中的上述技术缺陷，方便液氢卸料，可避免卸料管线和液氢储存设备因温度的急剧变化引起管道及设备局部结构的大幅收缩，造成不必要的损坏。

2、本发明的第二方面提供一种液氢卸料的预冷系统的预冷方法。

3、本发明第一方面提供一种液氢卸料的预冷系统，包括：

4、液氢运输设备；

5、液氢储存设备，通过卸料管线和气相管线与所述液氢运输设备连接，所述卸料管线和所述气相管线之间设有旁通管线；

6、冷却系统，连接于所述卸料管线，用于对所述卸料管线和所述液氢储存设备进行预冷；

7、火炬放空系统，通过放空管线与所述液氢储存设备连接。

8、根据本发明提供的液氢卸料的预冷系统，所述冷却系统包括冷源、气化器和第一控制阀，所述冷源通过连接管线与所述卸料管线连接，所述气化器和所述第一控制阀均位于所述连接管线上。

9、根据本发明提供的液氢卸料的预冷系统，所述冷却系统还包括孔板流量计和第二控制阀，所述孔板流量计和所述第二控制阀均设于所述连接管线，所述孔板流量计和所述第二控制阀位于所述冷源和所述气化器之间，所述孔板流量计与所述第二控制阀连接，用于控制所述第二控制阀的流量。

10、根据本发明提供的液氢卸料的预冷系统，所述冷却系统还包括控制系统和第三控制阀，所述控制系统和所述第三控制阀均设于所述连接管线；

11、所述控制系统的检测端位于所述第一控制阀和所述卸料管线之间，所述控制系统的控制端与所述第三控制阀连接。

12、根据本发明提供的液氢卸料的预冷系统，所述卸料管线、所述气相管线、所述旁通管线和所述放空管线上均设有第四控制阀。

13、根据本发明提供的液氢卸料的预冷系统，所述气相管线还设有压力控制阀，所述压力控制阀靠近所述液氢运输设备设置。

14、根据本发明提供的液氢卸料的预冷系统，所述液氢运输设备和所述液氢储存设备之间设有卸料臂，所述卸料臂的一端与所述液氢运输设备连接，所述卸料臂的另一端与所述卸料管线连接。

15、根据本发明提供的液氢卸料的预冷系统，所述液氢运输设备和所述液氢储存设备之间还设有回气臂，所述回气臂的一端与所述液氢运输设备连接，所述回气臂的另一端与所述气相管线连接。

16、本发明第二方面提供一种基于所述的液氢卸料的预冷系统的预冷方法，包括：

17、确定所述液氢运输设备位于停靠位置，确定所述冷却系统连接在所述卸料管线的冷却点；

18、控制冷却系统向所述卸料管线和所述液氢储存设备供给冷却气体，以使所述卸料管线和所述液氢储存设备的温度降至第一预设温度；

19、控制液氢运输设备向卸料管线供给氢气，以置换所述冷却气体，以使所述卸料管线和所述液氢储存设备的温度降至第二预设温度，所述第二预设温度小于所述第一预设温度；

20、确定所述卸料管线和所述液氢储存设备的温度达到目标温度，控制所述液氢运输设备通过所述卸料管线向所述液氢储存设备卸料。

21、根据本发明提供的液氢卸料的预冷系统的预冷方法，包括：

22、所述液氢运输设备通过所述卸料管线向所述液氢储存设备卸料的过程中，所述卸料管线和所述液氢储存设备的氢气经过所述气相管线返回所述液氢运输设备，以平衡所述液氢运输设备的压力。

23、本发明实施例提供的液氢卸料的预冷系统，通过在液氢运输设备和液氢储存设备之间的卸料管线上连接冷却系统，冷却系统内的冷却介质可以对卸料管线和液氢储存设备进行预冷，以将卸料管线和液氢储存设备从常温状态转换为低温状态。通过在液氢运输设备和液氢储存设备之间的气相管线上连接火炬放空系统，能够使冷却后的冷却介质燃烧放空，不影响系统压力和存储空间。

24、当卸料管线和液氢储存设备从常温状态转换为低温状态后，液氢运输设备向卸料管线和液氢储存设备输送氢气，以置换冷却介质，同时对卸料管线和液氢储存设备实现进一步冷却，以使卸料管线和液氢储存设备的温度达到目标温度，从而方便液氢卸料，可避免卸料管线和液氢储存设备因温度的急剧变化引起管道及设备局部结构的大幅收缩，即因温度的急剧变化带来移位、变形的风险，造成不必要的损坏。

技术特征：

1.一种液氢卸料的预冷系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的液氢卸料的预冷系统，其特征在于，所述冷却系统包括冷源、气化器和第一控制阀，所述冷源通过连接管线与所述卸料管线连接，所述气化器和所述第一控制阀均位于所述连接管线上。

3.根据权利要求2所述的液氢卸料的预冷系统，其特征在于，所述冷却系统还包括孔板流量计和第二控制阀，所述孔板流量计和所述第二控制阀均设于所述连接管线，所述孔板流量计和所述第二控制阀位于所述冷源和所述气化器之间，所述孔板流量计与所述第二控制阀连接，用于控制所述第二控制阀的流量。

4.根据权利要求3所述的液氢卸料的预冷系统，其特征在于，所述冷却系统还包括控制系统和第三控制阀，所述控制系统和所述第三控制阀均设于所述连接管线；

5.根据权利要求1所述的液氢卸料的预冷系统，其特征在于，所述卸料管线、所述气相管线、所述旁通管线和所述放空管线上均设有第四控制阀。

6.根据权利要求5所述的液氢卸料的预冷系统，其特征在于，所述气相管线还设有压力控制阀，所述压力控制阀靠近所述液氢运输设备设置。

7.根据权利要求1至6任一项所述的液氢卸料的预冷系统，其特征在于，所述液氢运输设备和所述液氢储存设备之间设有卸料臂，所述卸料臂的一端与所述液氢运输设备连接，所述卸料臂的另一端与所述卸料管线连接。

8.根据权利要求7所述的液氢卸料的预冷系统，其特征在于，所述液氢运输设备和所述液氢储存设备之间还设有回气臂，所述回气臂的一端与所述液氢运输设备连接，所述回气臂的另一端与所述气相管线连接。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述的液氢卸料的预冷系统的预冷方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述液氢卸料的预冷系统的预冷方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明涉及液氢储运技术领域，提供一种液氢卸料的预冷系统及其预冷方法，该液氢卸料的预冷系统包括液氢运输设备、液氢储存设备、冷却系统和火炬放空系统，液氢储存设备通过卸料管线和气相管线与液氢运输设备连接，卸料管线和气相管线之间设有旁通管线；冷却系统连接于卸料管线，用于对卸料管线和液氢储存设备进行预冷；火炬放空系统通过放空管线与液氢储存设备连接。本发明方便液氢卸料，可避免卸料管线和液氢储存设备因温度的急剧变化引起管道及设备局部结构的大幅收缩，造成不必要的损坏；同时有效助力于液氢接收站的建设与布局，进一步确保液氢制储运的产业发展，满足液氢接收站的安全调试与前期的运行需求，填补了行业领域的技术空白。技术研发人员：张超,陈锐莹,徐皓晗,陈峰,安东雨,姜夏雪,吕梦芸,孙亚娟,梁海瑞,李安琪受保护的技术使用者：中海石油气电集团有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9