海上氢气储存系统的制作方法

1.本实用新型涉及氢气储存技术领域，特别是涉及一种海上氢气储存系统。


背景技术：

2.在常规陆地压水堆(如cpr)中，氢气用于调节反应堆冷却剂中氢气浓度，通过氢气抑制水的辐照分解进而抑制氧的生成。电厂内主要使用水电解制氢的工艺手段获取氢气，主要配置有水电解制氢设备，具体过程为水电解生成氢气后再经干燥、净化与增压等工艺处理后，生成满足使用品质要求的氢气。
3.但对于海上氢气的使用，由于制氢设备庞大且工艺复杂，船舶等空间有限；在制氢过程同时生成氧气，在净化分离过程存在爆炸风险；且经过制氢设备直接输出的氢气压力单一，不能满足不同用户的压力需求，因此直接在海上制氢空间有限、风险大且不能满足用户需求。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对海上制氢空间有限、风险大且不能满足用户需求的问题，提出一种海上氢气储存系统。
5.一种海上氢气储存系统，包括：
6.储气单元，包括多个输气支管和多个储气瓶，每个所述储气瓶分别与各自对应的所述输气支管连接，且每个所述储气瓶所对应的所述输气支管上均设置有第一截止阀；
7.输气单元，包括输气总管和调压组件，所述调压组件位于所述输气总管上，所述调压组件用于调节所述输气总管输出氢气的压力，多个所述输气支管分别连接于所述输气总管的输入端。
8.在其中一个实施例中，所述调压组件为增压组件或者减压组件。
9.在其中一个实施例中，所述输气单元还包括：所述调压组件为两个，两个所述调压组件分别为增压组件和减压组件，所述增压组件和所述减压组件的输入端共同连接至所述输气总管，所述增压组件和所述减压组件的输出端也共同连接至所述输气总管，所述增压组件和所述减压组件能够相互独立工作。
10.在其中一个实施例中，所述调压组件包括调压阀和连接管路，所述调压阀通过所述连接管路连接至所述输气总管，所述调压阀为增压阀或减压阀。
11.在其中一个实施例中，所述调压组件还包括第二截止阀，所述第二截止阀设置在所述连接管路上，所述第二截止阀位于所述调压阀的进口侧，所述第二截止阀用于打开或者关闭所述调压阀。
12.在其中一个实施例中，所述调压组件还包括止回阀，所述止回阀设置在所述连接管路上，所述止回阀位于所述调压阀的出口侧，所述止回阀用于防止所述输气总管输出端的氢气回流至储气瓶中。
13.在其中一个实施例中，所述调压组件还包括第三压力表和第四压力表，所述第三
压力表设置在所述调压阀的进口侧，所述第四压力表设置在所述调压阀的出口侧。
14.在其中一个实施例中，每个所述储气瓶所对应的所述输气支管上还设置有第一压力表。
15.在其中一个实施例中，安全阀，所述安全阀设置在所述输气总管上，且位于所述调压组件靠近所述储气单元的一侧，所述安全阀的排放口一侧连接有阻火器。
16.在其中一个实施例中，所述输气单元还包括氢气浓度探测器和电动阀，所述电动阀设置在所述输气总管上，且位于所述调压组件靠近所述储气单元的一侧，所述氢气浓度探测器与所述电动阀电性连接。
17.在其中一个实施例中，所述输气单元还包括第二压力表，所述第二压力表靠近所述输气总管的输出端设置。
18.在其中一个实施例中，所述输气单元还包括过滤器，所述过滤器靠近所述输气总管的输出端设置。
19.在其中一个实施例中，所述储气瓶为气压大于等于10mpa的高压气瓶。
20.上述的海上氢气储存系统，通过在船舶上设置多个储气瓶，通过储气瓶直接向用户供应氢气，无需设置制氢设备，避免制氢过程发生不安全事故；每个储气瓶连接的输气支管上均设置有截止阀，每个储气瓶均可单独控制，从而可以降低氢气的泄露风险，提高氢气的使用安全；同时，在输气总管中设置调压组件，调压组件能够调节输气总管输出氢气的压力，一方面，调压组件能够将输出氢气调整至稳定压力输出；另一方面，调压组件还能改变输出氢气的压力，有利于适应多种用户的不同需求。
附图说明
21.图1为一实施例中的海上氢气储存系统连接示意图；
22.附图标记：100
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储气单元；110
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储气瓶；111
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可降温底座；120
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输气支管；130
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第一截止阀；140
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第一压力表；
23.200
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输气单元；210
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输气总管；220
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增压组件；222
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增压阀；223
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止回阀；224
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第三压力表；225
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第四压力表；226
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第二截止阀；230
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减压组件；231
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减压阀；240
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安全阀；241
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阻火器；250
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第三截止阀；260
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测温表；270
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电动阀；271
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氢气浓度探测器；280
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第二压力表；290
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过滤器；
具体实施方式
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
30.参阅图1，图1示出了本实用新型一实施例中的海上氢气储存系统连接示意图，本实用新型一实施例提供了一种海上氢气储存系统，包括：储气单元100和输气单元200，储气单元100包括多个输气支管120和多个储气瓶110，每个储气瓶110分别通过各自对应的输气支管120连接，且每个储气瓶110所对应的输气支管120上均设置有第一截止阀130；输气单元200包括输气总管210和调压组件，调压组件位于输气总管上，调压组件用于调节输气总管210输出氢气的压力，多个输气支管120分别连接于输气总管210的进口端。
31.可以理解的是，通过在船舶上设置多个储气瓶110，储气瓶110具有一定的压力，通过储气瓶110直接向用户供应氢气，无需设置制氢设备，避免制氢过程中生成氧气造成使用风险增大；每个储气瓶110连接的输气支管120上均设置有第一截止阀130，每个储气瓶110均可单独与输气总管210连接，当发生输气管破裂造成氢气泄露时，可以有效降低氢气的泄露量，进而提高氢气的使用安全；同时，在输气总管210中设置调压组件，调压组件能够调节输气总管210输出氢气的压力，一方面，调压组件能够将输出氢气调整至稳定压力输出；另一方面，调压组件还能改变输出氢气的压力，有利于适应多种用户的不同需求。
32.进一步的，储气瓶110为气压大于等于10mpa的高压气瓶，采用高压气瓶可以降低储存空间，增加船舶上的氢气储存量。
33.在一些实施例中，调压组件为增压组件220或者减压组件230。
34.在具体使用时，可以根据用户的压力实际需求选择设置增压组件220或者减压组件230，若用户端仅需要高压氢气，则可在输气总管210中设置增压组件220，增压组件可以
是增压泵，用于提高输气总管210输出氢气的压力；若用户端仅需要低压氢气，则可在输气总管210中单独设置减压组件230，减压组件可以是减压泵，用于降低输出氢气压力。
35.进一步的，当用户端所需氢气压力不固定时，调压组件为两个，两个调压组件分别为增压组件220和减压组件230，增压组件220和减压组件230的输入端共同连接至输气总管210，增压组件220和减压组件230的输出端也共同连接至输气总管210，增压组件220和减压组件230能够相互独立工作。
36.具体的，输气总管210包括第一管段和第二管段，调压组件设置在第一管段和第二管段之间，当调压组件为两个，且分别为增压组件220和减压组件230，增压组件220和减压组件230的输入端共同连接至第一管段，增压组件220和减压组件230的输入端共同连接至第二管段。
37.在一些实施例中，调压组件包括调压阀和连接管路，调压阀通过连接管路连接至输气总管210，调压阀为增压阀222或减压阀231，即当调压组件为增压组件220时，调压阀为增压阀222；当调压组件为减压组件230时，调压阀为减压阀231，调压阀的进口端与第一管段连接，调压阀的出口端与第二管段连接。
38.进一步的，调压组件还包括第二截止阀，第二截止阀设置在连接管路上，第二截止阀位于调压阀的进口侧，第二截止阀用于打开或者关闭调压阀，当输气总管210上同时设置有增压阀222和减压阀231时，增压阀222和减压阀231的进口侧分别设置有一个第二截止阀，用于分别控制增压阀222和减压阀231的开启，方便满足用户的压力需求。
39.调压组件还包括止回阀223，止回阀223设置在连接管路上，止回阀223位于调压阀的出口侧，止回阀223用于防止输气总管210输出端的氢气回流至储气瓶110中。当输气总管210上同时设置有增压阀222和减压阀231时，增压阀222和减压阀231的出口侧分别设置有一个止回阀223；也可以是止回阀223设置在输气总管210的第二管段上。
40.需要说明的是，氢气从氢气瓶中流通至用户端，因此调压阀的进口侧即为靠近储气瓶110的一侧，调压阀的出口侧为靠近用户端的一侧。
41.在一些实施例中，为了方便工作人员实时监测储气瓶110的氢气的压力，每个储气瓶110所对应的输气支管120上还设置有第一压力表140，第一压力表140可以设置为具有报警器的压力表，当储气瓶110中的压力较小时，报警器发出警报，工作人员关闭该压力表所对应的储气瓶110，防止倒吸进入外界空气引发安全事故。
42.调压组件还包括第三压力表224和第四压力表225，第三压力表224设置在调压阀的进口侧，第四压力表225设置在调压阀的出口侧。
43.其中，用p3表示第三压力表224的数值，即该数值能够体现增压阀222或减压阀231进口侧的压力，用p4表示第四压力表225的数值，即该数值能够体现增压阀222或减压阀231出口侧的压力，通过p3和p4的差值即可检测增压阀222和减压阀231是否正常稳定运行。
44.在一些实施例中，输气单元200还包括氢气浓度探测器271和电动阀270，电动阀270设置在输气总管210上，且位于调压组件靠近储气单元100的一侧，氢气浓度探测器271与电动阀270电性连接。当氢气浓度探测器271检测到大气中的氢气浓度超过一定限值时，电动阀270自动关闭，从而防止氢气大量泄露引发的安全隐患。
45.输气单元200还包括第二压力表280，第二压力表280靠近输气总管210的输出端设置，即第二压力表280靠近用户端设置。
46.进一步的，海上氢气储存系统还包括控制单元，控制单元与电动阀270电性连接，控制单元能够同时接收第一压力表140、第二压力表280、第三压力表224以及第四压力表225的测试数值，其中，分别用p1、p2、p3、p4表示第一压力表140、第二压力表280、第三压力表224以及第四压力表225的数值，在安全阀240不存在超压排放的情况下，第一压力表140和第三压力表224的数值应该相等的，故控制单元通过将p1与p3的数值对比可以检测出第一压力表140与第三压力表224之间管段是否存在泄露；第二压力表280和第四压力表225的数值应该相等的，故控制单元通过p2与p4的数值对比可以检测出第一压力表140与第三压力表224之间管段是否存在泄露；若检测存在泄露，则控制单元控制电动阀270关闭，以防止氢气大量泄露引发的安全隐患；其次，可同时将氢气浓度探测器271与控制单元连接，当氢气浓度探测器271检测到有氢气泄露时，控制电动阀270关闭。
47.在其中一个实施例中，输气单元200还包括安全阀240，安全阀240设置在输气总管210上，且位于调压组件靠近储气单元100的一侧，安全阀240的排放口一侧连接有阻火器241。
48.安全阀240为超压排放安全阀240，当环境温度升高时(例如着火时)，导致储气瓶110内的氢气也会出现超温超压时，超压排放安全阀240自动开启，进行超压排放，从而保护储气瓶110的运行安全，且在超压排放安全阀240的排放口处设置阻火器241，阻火器241可以防止外部火焰传播至管道内，进而引起的爆炸事故。
49.进一步的，输气单元200还包括用于放置储气瓶110的可降温底座111，在输气总管210上靠近储气单元100的一端设置有测温表260，测温表260与可降温底座111电性连接，可降温底座111包括支撑座和制冷介质流通盘管，支撑座上开设在有与储气瓶110配合的放置槽，制冷介质流通盘管沿放置槽的槽底铺设。当测温表260检测到管温较高时，可降温底座111作用为储气瓶110降温，同时安全阀240开启排放氢气，即可从两方面同时快速降低储气瓶110中的压力。
50.在其中一个实施例中，为了保证用户端的氢气品质，输气单元200还包括过滤器290，过滤器290设置在输气总管210上远离储气单元100的一端。
51.输气总管210的出口端还设置有第三截止阀250，用于接通或者断开输气单元200与用户端的连接，输气总管210的出口端的管路选用金属盘管，在满足设备的连接与供气的功能需求的同时，又适应海洋船舶摇摆晃动环境，克服因相互连接的两个设备晃动位移偏差而带来的应力作用，其次还能提高输气总管210的出口端(与用户连接的一端)在海洋环境下抗腐蚀性能，降低管道泄漏风险。
52.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
53.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。