液氢管输的液氢超前气化装置、氢能源网荷储系统及方法

本公开涉及氢能储运技术相关，具体地说，是涉及液氢管输的液氢超前气化装置、氢能源网荷储系统及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

2、氢能具有清洁、高效的优点，氢气储运是氢能利用的关键技术。相较于气态氢气储运，液氢储运具有单位体积储氢密度高、纯度高和输送效率高等优势，便于大规模的氢气运输和利用。随着液化天然气管输的发展，液氢管输也将逐步扩展。然而，在液氢储运与利用过程中，液氢利用的问题在于，气化后的氢气仲氢含量较高。在后期仲正氢转化过程中，会释放冷量，影响氢气管输的效率和安全性，因此需要进行仲正液氢的超前催化气化。

3、发明人在研究中发现，目前的液氢超前气化装置采用汽化器，汽化器采用弯管如螺旋形的管道以增加气体管道与制冷剂的接触面积，但是，弯管容易造成堵管，对液氢灌输压降有较大的影响，不利于液氢储运的安全运行。

技术实现思路

1、本公开为了解决上述问题，提出了一种液氢管输的液氢超前气化装置、氢能源网荷储系统及方法，提出一种液氢管输的液氢超前气化装置，优化设计了气化装置的结构，解决了催化剂镀层的问题，提高了液氢气化效率和系统的整体安全性和经济性。

2、为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

3、一个或多个实施例提供了一种液氢管输的液氢超前气化装置，包括壳体和液氢管道；液氢管道为直管，设置在壳体的内，并从壳体的一端贯穿至壳体的另一端形成嵌套结构；液氢管道的液氢气化管壁与壳体之间形成容纳空间，用于通入制冷中间介质；液氢管道用于通入待气化的原料液氢，液氢管道的内壁设置第一仲正氢转化催化剂涂层。

4、一个或多个实施例提供了上述的一种液氢管输的液氢超前气化装置的控制方法，包括如下步骤：

5、获取第一入口处的液氢的温度与压力数据；

6、根据液氢的温度和压力，控制输入制冷中间介质的流速，以及预冷阶段和深冷阶段的交替通入时间占比；

7、根据控制流速以及时间占比，控制预冷中间介质与深冷中间介质的交替输入至中间介质入口。

8、一个或多个实施例提供了一种氢能源网荷储系统，采用上述的一种液氢管输的液氢超前气化装置，实现液氢的气化。

9、与现有技术相比，本公开的有益效果为：

10、本公开中，液氢超前气化装置采用直管加内部催化剂镀层的形式可以大大降低流动压力，提高氢流量；解决了采用弯管加内部催化剂颗粒液氢传输管道、液氢管输的压降太大，弯管内部催化剂颗粒会随着液氢湍流发生滑移和摩擦，增加堵管风险。从而提高了气化装置的安全性和稳定性。并且利用仲正氢转化催化剂涂层，提高汽化后氢气的正氢含量，提升氢气的使用性能。

11、本公开的优点以及附加方面的优点将在下面的具体实施例中进行详细说明。

技术特征：

1.一种液氢管输的液氢超前气化装置，其特征在于：包括壳体和液氢管道；液氢管道为直管，设置在壳体的内，并从壳体的一端贯穿至壳体的另一端形成嵌套结构；液氢管道的液氢气化管壁与壳体之间形成容纳空间，用于通入制冷中间介质；液氢管道用于通入待气化的原料液氢，液氢管道的内壁设置第一仲正氢转化催化剂涂层。

2.如权利要求1所述的一种液氢管输的液氢超前气化装置，其特征在于：

3.如权利要求2所述的一种液氢管输的液氢超前气化装置，其特征在于：液氢管道的第一入口处还设置有均布器；

4.如权利要求2所述的一种液氢管输的液氢超前气化装置，其特征在于：第一出口的直径不小于液氢管道的管道直径。

5.如权利要求1所述的一种液氢管输的液氢超前气化装置，其特征在于：在壳体的上端面靠近第一出口的壳体的侧壁上，设置有中间介质入口；中间介质入口用于通入作为制冷剂的中间介质。

6.如权利要求5所述的一种液氢管输的液氢超前气化装置，其特征在于：在壳体下端面靠近第一入口的壳体的侧壁上，设置有中间介质出口，通过换热后的中间介质从中间介质出口排出。

7.如权利要求1所述的一种液氢管输的液氢超前气化装置，其特征在于：

8.如权利要求1所述的一种液氢管输的液氢超前气化装置，其特征在于：

9.权利要求1-8任一项所述的一种液氢管输的液氢超前气化装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种氢能源网荷储系统，采用权利要求1-8任一项所述的一种液氢管输的液氢超前气化装置，实现液氢的气化。

技术总结本公开涉及氢能储运技术领域，提出了一种液氢管输的液氢超前气化装置、氢能源网荷储系统及方法，液氢超前气化装置包括壳体和液氢管道；液氢管道为直管，设置在壳体的内，并从壳体的一端贯穿至壳体的另一端形成嵌套结构；液氢管道的液氢气化管壁与壳体之间形成容纳空间，用于通入制冷中间介质；液氢管道用于通入待气化的原料液氢，液氢管道的内壁设置第一仲正氢转化催化剂涂层。液氢超前气化装置采用直管加内部催化剂镀层的形式可以大大降低流动压力，提高氢流量；解决了采用弯管加内部催化剂颗粒液氢传输管道，液氢管输的压降太大，增加堵管风险的问题。并且利用第一仲正氢转化催化剂涂层，提高汽化后氢气的正氢含量，提升氢气的使用性能。技术研发人员：孙崇正,卢晓,杨鑫,李玉星,刘羽翔,李国强,林燕,周玥,韩辉,宋光春,边志国,王玉玉受保护的技术使用者：山东科技大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17