【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液氢储存的氢燃料电池、氢发动机供氢领域，尤其涉及到一种基于液氢存储的氢气供给系统及其流量调节方法。
技术介绍
1、液氢的储氢密度更高，可以满足多场景下长距离行驶需求，如氢能重卡、氢能轮船、氢能无人机等。由于液氢存储处于低温液体状态，需要经过相变、温度调整、压力调整等步骤，氢气才能供燃料电池、发动机使用，因而对各参数的实现较其他储氢方式要更复杂，其中供氢压力和流量的控制是液氢燃料电池供氢系统的核心技术之一。
2、供氢的流速和压力通过液氢气化至缓冲罐储存后通过调节阀进行比例调节，但由于液氢泵的流速调节受限于变频电机的响应速度导致液氢增压气化的流速响应较慢，以及氢气调节阀门的流通量较小，无法适用大跨度的液氢气化氢气供给的流速和压力的快速响应。因此，如何使得氢气液化速度响应较快以及氢气流速和压力的快速供应，从而实现航空及大型船舶等发动机功率的快速调节，其对于液氢储存的航空及大型船舶的规模化应用具有重要意义。
3、例如，专利号为202210393332.5的申请文件公开了一种面向高压燃料电池的液氢供氢系统，包括用于液氢气化的热压缩增压系统和热循环系统，热循环系统回收利用燃料电池系统产生的废热与热压缩增压系统内一级换热器相连，为液氢气化提供热量；热压缩增压系统还连接液氢供给系统和气氢供给系统，其中液氢经过液氢供给系统流入深冷高压储氢容器，经过换热得到气态压缩氢，并通过气氢供给系统流入燃料电池系统；气态压缩氢可回流至液氢储氢容器内提供液氢供氢压力。
4、上述方案采用的电磁阀及减压阀仅用于实现常
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于液氢存储的氢气供给系统及其流量调节方法，使得氢气液化速度响应较快以及氢气流速和压力的快速供应，从而实现航空及大型船舶等发动机功率的快速调节，其对于液氢储存的航空及大型船舶的规模化应用具有重要意义。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种基于液氢存储的氢气供给系统，包括液氢储罐、液氢管道和氢气供给总管道，所述液氢管道的入口端与液氢储罐连接，进入液氢管道后的液态氢通过气化器气化后，进入后端的氢气供给总管道，并从氢气供给总管道的出口端设置的输出接口输出，所述氢气供给系统包括流量粗略调节组件和流量精确调节组件；
4、所述流量粗略调节组件包括设置在液氢管道上的液氢泵，在液氢泵后端的液氢管道上依次设有第一控制阀和气化器，在液氢泵和第一控制阀之间的液氢管道连接有回流管道，在回流管道上设有第二控制阀；氢气供给总管道设置在气化器的后端，在氢气供给总管道上设有第一流量计和用于连接气态氢支管道的三通连接件；
5、所述流量精确调节组件包括气态氢支管道，气态氢支管道的入口端与液氢储罐连接，在气态氢支管道上依次设有第三控制阀、低温氢气增压泵和第二流量计，气态氢支管道的出口端与氢气供给总管道连接，在气态氢支管道的前端设有放空管道，在放空管道上设有第四控制阀。
6、进一步的，所述液氢储罐设有自增压管道，自增压管道的入口端和出口端分别与液氢储罐连接，在自增压管道上设有第一手动阀、第二手动阀、第五控制阀和自增压器，第一手动阀、第二手动阀和第五控制阀用于控制自增压管道的通断，自增压器用于将液氢转换为气氢，稳定液氢储罐内的压力。
7、进一步的，所述液氢储罐设有测量管道，测量管道的入口端和出口端分别与液氢储罐连接，在测量管道上设有组合式差压计，其用于测量液氢储罐的入口端和出口端的压差。
8、进一步的，所述液氢储罐设有进液管道，在进液管道的进液口端处设有第三手动阀。
9、一种基于液氢存储的氢气供给系统的流量调节方法，包括如下步骤：
10、液氢泵开始工作，将存储在液氢储罐中的液氢导入液氢管道中，位于回流管道的第二控制阀和位于液氢管道上的第一控制阀均保持一定的开度，此时部分液氢通过回流管道回流到液氢储罐中，另一部分液氢进入液氢管道后端的气化器和第一流量计；
11、导入液氢管道中液氢流量由液氢泵的变频电机控制，通过改变变频电机的转速来调节液氢泵的排量实现液氢流量的调节；在此基础上，通过调节第二控制阀和第一控制阀的开度，来调节流经回流管道和液氢管道的液氢流量，实现对液氢管道液氢流量的粗略调节；
12、系统工作时，液氢储罐会生成气态氢，将气态氢导入气态氢支管道，并通过设置在气态氢支管道上的第三控制阀和第四控制阀调节后进入氢气供给总管道的流量，实现对氢气供给总管道中液氢流量的精确调节；
13、在液氢流量的粗略调节和精确调节时，第一流量计和第二流量计会分别向控制系统发送流经氢气供给总管道和气态氢支管道的实时流量，控制系统会根据实时流量反馈控制信号给第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，来实现流量的自动控制。
14、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
15、液氢储罐的液氢流经液氢管道，液氢管道上的第一流量计反馈流量信号至控制系统，液氢储罐蒸发出来的气态氢经气态氢支管道流至氢气供给总管道，控制系统得到气态氢支管道上第二流量计的流量信号，控制系统结合第一流量计和第二流量计的流量信号以及目标流量值，反馈开度信号到第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，来实现流量的粗略调节和精确调节。
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1.一种基于液氢存储的氢气供给系统，包括液氢储罐(1)、液氢管道(5)和氢气供给总管道，所述液氢管道(5)的入口端与液氢储罐(1)连接，进入液氢管道(5)后的液态氢通过气化器(54)气化后，进入后端的氢气供给总管道，并从氢气供给总管道的出口端设置的输出接口(7)输出，其特征在于，所述氢气供给系统包括流量粗略调节组件和流量精确调节组件；
2.根据权利要求1所述的基于液氢存储的氢气供给系统，其特征在于，所述液氢储罐(1)设有自增压管道(3)，自增压管道(3)的入口端和出口端分别与液氢储罐(1)连接，在自增压管道(3)上设有第一手动阀(31)、第二手动阀(34)、第五控制阀(32)和自增压器(33)，第一手动阀(31)、第二手动阀(34)和第五控制阀(32)用于控制自增压管道(3)的通断，自增压器(33)用于将液氢转换为气氢，稳定液氢储罐(1)内的压力。
3.根据权利要求1所述的基于液氢存储的氢气供给系统，其特征在于，所述液氢储罐(1)设有测量管道(4)，测量管道(4)的入口端和出口端分别与液氢储罐(1)连接，在测量管道(4)上设有组合式差压计(41)，其用于测
4.根据权利要求1所述的基于液氢存储的氢气供给系统，其特征在于，所述液氢储罐(1)设有进液管道(6)，在进液管道(6)的进液口端处设有第三手动阀(61)。
5.一种基于液氢存储的氢气供给系统的流量调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于液氢存储的氢气供给系统，包括液氢储罐(1)、液氢管道(5)和氢气供给总管道，所述液氢管道(5)的入口端与液氢储罐(1)连接，进入液氢管道(5)后的液态氢通过气化器(54)气化后，进入后端的氢气供给总管道，并从氢气供给总管道的出口端设置的输出接口(7)输出，其特征在于，所述氢气供给系统包括流量粗略调节组件和流量精确调节组件；
2.根据权利要求1所述的基于液氢存储的氢气供给系统，其特征在于，所述液氢储罐(1)设有自增压管道(3)，自增压管道(3)的入口端和出口端分别与液氢储罐(1)连接，在自增压管道(3)上设有第一手动阀(31)、第二手动阀(34)、第五控制阀(32)和自增压器(33)，第一手动阀(31)、第二手动阀(...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘京京，刘绍军，郑明强，王明新，沈瑞东，徐超星，江宏伟，
申请(专利权)人：上海舜华新能源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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