用于控制氢罐中的压力的方法和装置.pdf

《用于控制氢罐中的压力的方法和装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于控制氢罐中的压力的方法和装置.pdf（6页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103574287 A (43)申请公布日 2014.02.12 CN 103574287 A (21)申请号 201310325011.2 (22)申请日 2013.07.30 1257463 2012.08.01 FR F17C 13/02(2006.01) (71)申请人 乔治洛德方法研究和开发液化空气 有限公司 地址 法国巴黎 (72)发明人 H巴特勒米 (74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247 代理人 牛晓玲 吴鹏 (54) 发明名称 用于控制氢罐中的压力的方法和装置 (57) 摘要 本发明涉及用于控制氢罐中的压力的方法和 装置。一种用于控制可。

2、运输的低温罐 （1） 、 特别是 被安装在能够通过卡车被移动的可运输平台 （2） 上的罐 （1） 中的压力的方法， 所述罐 （1） 由钢制成 并容纳有加压的液态氢， 所述方法包括下列中的 至少一者 ： 持续地或周期性地测量罐 （1） 中的温 度和持续地或周期性地测量罐中液体的液位， 并 且当测得的温度超出一介于 -140和 -160之 间的设定的上限温度阈值 （Ts） 且罐中的液位下 降至低于一设定的液位阈值时， 将罐 （1） 中的压 力限制为低于或等于一介于 1.5bar 和 3bar 之间 的设定的压力阈值 （Pmax） 的值。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 。

3、页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103574287 A CN 103574287 A 1/1 页 2 1. 一种用于控制可运输的低温罐、 特别是被安装在能够通过卡车被移动的可运输平 台 （2） 上的罐 （1） 中的压力的方法， 所述罐 （1） 由钢制成并容纳有加压的液态氢， 所述方 法包括 ： 持续地或周期性地测量罐 （1） 中的温度， 并且当测得的温度超出一介于 -140 和 -160之间的设定的上限温度阈值 （Ts） 时， 将罐 （1） 中的压力限制为低于或等于一介。

4、于 1.5bar 和 3bar 之间的设定的压力阈值 （Pmax） 的值。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述方法包括持续地或周期性地测量罐 中液体的液位， 并且当罐中的液位下降至低于一设定的液位阈值时， 将罐 （1） 中的压力限制 为低于或等于一介于 1.5bar 和 3bar 之间的设定的压力阈值 （Pmax） 的值。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于， 所述设定的液位阈值介于罐 （1） 中的最大 液位的 3% 和 15% 之间。 4. 根据权利要求 2 或 3 所述的方法， 其特征在于， 所述方法包括持续地或周期性地测 量罐 （1） 中的温度和持续地。

5、或周期性地测量罐中液体的液位， 并且当测得的温度超出一介 于 -140和 -160之间的设定的上限温度阈值 （Ts） 且罐中的液位下降至低于一设定的液 位阈值时， 将罐 （1） 中的压力限制为低于或等于一介于 1.5bar 和 3bar 之间的设定的压力 阈值 （Pmax） 的值。 5. 根据权利要求 1-4 中任一项所述的方法， 其特征在于， 在将液体从罐 （1） 输送至一个 或多个储罐之后自动地将罐 （1） 中的压力限制为低于或等于所述设定的压力阈值 （Pmax） 的值。 6. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述设定的压力阈值 （Pmax） 等于 2bar。 7。

6、. 根据权利要求 1-6 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述上限温度阈值 （Ts） 等 于 -150。 8. 根据权利要求 1-7 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述罐 （1） 由下列钢中的至少 一种制成 ： 321、 204、 302、 304 和 304L 钢或者诸如 204N、 302N 和 304N 钢的氮稳定钢。 9. 一种用于输送液态氢的装置， 其包括被安装在能够通过卡车被移动的可运输平台 （2）上的罐 （1） ， 所述罐 （1）由钢制成并容纳有加压的液态氢， 所述罐 （1）包括一位于罐 （1） 的上部中的温度传感器 （3） ； 一压力传感器 （6） ； 一用于选择性地。

7、向罐外部排放气体的 构件 （4） ； 以及一连接至温度传感器 （3） 、 压力传感器 （6） 和用于选择性地排放气体的构件 （4） 的电子控制系统 （5） ， 所述电子控制系统 （5） 配置成一旦测得的温度超出一介于 -140 和 -160之间的设定的上限温度阈值 （Ts） 就自动地向罐 （1） 外部排放气体， 以便将罐 （1） 中的压力限制为一介于 1.5bar 和 3bar 之间的设定的压力阈值 （Pmax） 。 10. 根据权利要求 9 所述的装置， 其特征在于， 所述选择性地排放气体的构件 （4） 包括 下列构件中的至少一者 ： 溢流系统， 阀。 11. 根据权利要求 9 或 10 所。

8、述的装置， 其特征在于， 所述罐 （1） 包括位于罐 （1） 中的液 位传感器 （7） ， 所述液位传感器 （7） 连接至所述电子控制系统 （5） 。 12. 根据权利要求 9-11 中任一项所述的装置， 其特征在于， 所述罐 （1） 由下列钢中的至 少一种制成 ： 321、 204、 302、 304 和 304L 钢或者诸如 204N、 302N 和 304N 钢的氮稳定钢。 权 利 要 求 书 CN 103574287 A 2 1/3 页 3 用于控制氢罐中的压力的方法和装置 技术领域 0001 本发明涉及一种用于控制氢罐中的压力的方法和装置。 0002 本发明具体涉及一种用于控制氢罐中。

9、的压力以便消除氢罐由于氢而变脆 / 脆化 和破裂的风险的方法和装置。 0003 本发明更具体地涉及一种用于控制可运输的低温罐、 特别是被安装在能够通过卡 车被移动的可运输平台上的罐中的压力的方法， 该罐由钢制成并容纳有加压的液态氢。 背景技术 0004 氢气可以使处于某一温度范围内的受压材料变脆 （参见例如由 Barthelemy,H. 和 Pressouyre,G.M. 撰写的文章 “Hydrogen gas embrittlement of steels” ， Synthesis of the CEC hydrogen energy program (1975-1983)） ， 更具体地使。

10、不锈钢脆化 （参见 由 Barthelemy,H. 撰 写 的 文 章 “Hydrogen gas embrittlement of some austenitic stainless steels（一些奥氏体不锈钢的氢致脆化） ” ， Hydrogen and Materials（氢与材 料） ， 北京， 5 月 9-13 日， 1988） 。 0005 特别地， 许多不锈钢被氢弱化。 0006 液态氢通常在 （真空隔离的） 低温罐中被运输。这些低温罐例如被安装在半挂车 上。这种罐通常由不锈钢制成。因此， 为了消除罐的钢脆化的风险， 优选使用较不容易脆化 的钢 （例如 316L 不锈钢） 。。

11、 0007 另一解决方案在于使用其它构成材料生产罐， 例如 304L 钢或 304N 钢。尽管这些 解决方案得到较轻和 / 或较便宜的罐， 但是它们不可接受， 因为相应半挂车的罐的操作条 件意味着存在罐由于氢而变脆和破裂的风险 （参见上面引用的第二篇文章） 。 0008 另外， 当氢罐被排空时， 由于液态氢的液位下降， 罐中的压力趋于增加。 发明内容 0009 本发明的一个目的是克服现有技术的所有或一些上述缺点。 0010 为此， 根据本发明、 以及根据在上述前序部分给出的本发明的一般定义的方法的 主要特征在于， 所述方法包括下列中的至少一者 ： 持续地或周期性地测量罐中的温度和持 续地或周期。

12、性地测量罐中液体的液位， 并且当测得的温度超过一介于 -140和 -160之 间的设定的上限温度阈值时， 和分别地当罐中的液位下降至低于一设定的液位阈值时， 将 罐中的压力限制为一低于或等于一介于 1.5bar 和 3bar 之间的设定的压力阈值 （Pmax） 的 值。 0011 另外， 本发明的实施例可包括下列特征中的一个或多个 ： 0012 - 设定的液位阈值介于罐中的最大液位的 3% 和 15% 之间 ； 0013 - 所述方法包括持续地或周期性地测量罐中的温度和持续地或周期性地测量罐中 液体的液位， 并且当测得的温度超出一介于 -140和 -160之间的设定的上限温度阈值 且罐中的液位。

13、下降至低于一设定的液位阈值时， 将罐中的压力限制为一低于或等于一介于 说 明 书 CN 103574287 A 3 2/3 页 4 1.5bar 和 3bar 之间的设定的压力阈值的值 ； 0014 - 在将液体从罐输送至一个或多个储罐之后自动地将罐中的压力限制为一低于或 等于所述设定的压力阈值的值 ； 0015 - 所述设定的压力阈值等于 2bar ； 0016 - 所述上限温度阈值等于 -150 ； 和 / 或 0017 - 所述罐由下列钢中的至少一种制成 ： 321、 204、 302、 304 和 304L 钢或者诸如 204N、 302N 和 304N 钢的氮稳定钢 （nitroge。

14、n-stabilized steel） 。 0018 本发明还可涉及一种用于输送液态氢的装置， 其包括被安装在能够通过卡车被移 动的可运输平台上的罐， 所述罐由钢制成并容纳有加压的液态氢， 所述罐包括一位于罐的 上部中的温度传感器， 一压力传感器， 一用于选择性地向罐外部排放气体的构件， 以及一连 接至温度传感器、 压力传感器和用于选择性地排放气体的构件的电子控制系统， 所述电子 控制系统配置成一旦测得的温度超过一介于 -140和 -160之间的设定的上限温度阈值 就自动地向罐外部排放气体， 并将罐中的压力限制为一介于 1.5bar 和 3bar 之间的设定的 压力阈值。 0019 根据其它可。

15、能的特征 ： 0020 - 所述选择性地排放气体的构件包括下列构件中的至少一者 ： 溢流系统， 阀 ； 0021 - 所述罐包括位于罐中的液位传感器， 所述液位传感器连接至所述电子控制系统 ； 和 / 或 0022 - 所述罐由下列钢中的至少一种制成 ： 321、 204、 302、 304 和 304L 钢或者诸如 204N、 302N 和 304N 钢的氮稳定钢。 0023 本发明还可涉及包括上述或以下特征的任意组合的任何替代装置或方法。 附图说明 0024 通过阅读下面参考附图给出的说明， 其它特征和优点将变得显而易见。 0025 - 图 1 示出用于实施本发明的装置的示例的局部示意图 。

16、； 0026 - 图 2 示出可在本发明中实施的示例性步骤的局部示意图。 具体实施方式 0027 图 1 中示出的用于输送液态氢的装置包括罐 1， 其被安装在能够通过卡车被移动 的可运输平台 2 上。罐 1 由不锈钢制成， 并容纳有加压的液态氢。更准确地， 罐 1 可由当与 氢气接触时容易脆化的钢制成， 例如诸如 304N 钢之类的钢， 或者其它不稳定的不锈钢 （例 如 321、 204、 302、 304 或 304L 钢） 或氮稳定钢 （如 204N、 302N 或 304N 钢等） 。 0028 为了防止可能导致罐 1 破裂及严重事故的脆化， 该装置包括用于调节罐 1 中的压 力的系统。。

17、 0029 因此， 罐 1 包括优选位于罐 1 的上部部分中的温度传感器 3。温度传感器 3 例如是 热电偶或任何其它合适的构件。 0030 罐 1 还包括用于选择性地向罐外部排放气体的构件 4， 例如阀、 溢流系统、 或允许 选择性地降低罐 1 中的压力的任何其它合适的等同构件。罐还可包括压力传感器 6。 0031 罐 1 另外包括电子控制系统 5， 其连接至温度传感器 3、 压力传感器 6 和用于选择 说 明 书 CN 103574287 A 4 3/3 页 5 性地排放气体的构件 4。该电子控制系统 5 配置成一旦由传感器 4 测得的温度 T 超出一设 定的上限温度阈值 Ts（其介于 -。

18、140和 -160之间， 优选等于 -150） 就自动地向罐 1 外 部排放气体， 以便将罐 1 中的压力降低至一设定的压力阈值 Pmax（其介于 1.5bar 和 3bar 之间， 优选等于 2bar） （参见图 2） 。 0032 该方法允许非常显著地减小罐 1 变脆的风险。 0033 本发明特别是使得可以确保罐的构成钢处于这样的压力范围， 即， 其较不容易由 于暴露在氢中而变脆。 0034 这允许使用较便宜的钢制造罐， 另外允许罐重量减小， 并被用于运输氢而不会发 生罐的脆化。 说 明 书 CN 103574287 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103574287 A 6 。