用于控制氫罐中的壓力的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于控制氫罐中的壓力的方法和裝置。一種用于控制可運輸?shù)牡蜏毓蓿?）、特別是被安裝在能夠通過卡車被移動的可運輸平臺（2）上的罐（1）中的壓力的方法，所述罐（1）由鋼制成并容納有加壓的液態(tài)氫，所述方法包括下列中的至少一者：持續(xù)地或周期性地測量罐（1）中的溫度和持續(xù)地或周期性地測量罐中液體的液位，并且當(dāng)測得的溫度超出一介于-140℃和-160℃之間的設(shè)定的上限溫度閾值（Ts）且罐中的液位下降至低于一設(shè)定的液位閾值時，將罐（1）中的壓力限制為低于或等于一介于1.5bar和3bar之間的設(shè)定的壓力閾值（Pmax）的值。
【專利說明】用于控制氫罐中的壓力的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于控制氫罐中的壓力的方法和裝置。
[0002]本發(fā)明具體涉及一種用于控制氫罐中的壓力以便消除氫罐由于氫而變脆/脆化和破裂的風(fēng)險的方法和裝置。
[0003]本發(fā)明更具體地涉及一種用于控制可運輸?shù)牡蜏毓?、特別是被安裝在能夠通過卡車被移動的可運輸平臺上的罐中的壓力的方法，該罐由鋼制成并容納有加壓的液態(tài)氫。
【背景技術(shù)】
[0004]氫氣可以使處于某一溫度范圍內(nèi)的受壓材料變脆(參見例如由Barthelemy, H.和 Pressouyre, G.M.撰寫的文章 “Hydrogen gas embrittlement of steels，，，Synthesisof the CEC hydrogen energy program (1975-1983)),更具體地使不鎊鋼脆化(參見由 Barthelemy, H.撰寫的文章“Hydrogen gas embrittlement of some austeniticstainless steels (一些奧氏體不鎊鋼的氧致脆化)”，Hydrogen and Materials (氧與材料)，北京，5月9-13日，1988)。
[0005]特別地，許多不銹鋼被氫弱化。
[0006]液態(tài)氫通常在(真空隔離的)低溫罐中被運輸。這些低溫罐例如被安裝在半掛車上。這種罐通常由不銹鋼制成。因此，為了消除罐的鋼脆化的風(fēng)險，優(yōu)選使用較不容易脆化的鋼(例如316L不銹鋼)。
[0007]另一解決方案在于使用其它構(gòu)成材料生產(chǎn)罐，例如304L鋼或304N鋼。盡管這些解決方案得到較輕和/或較便宜的罐，但是它們不可接受，因為相應(yīng)半掛車的罐的操作條件意味著存在罐由于氫而變脆和破裂的風(fēng)險(參見上面引用的第二篇文章)。
[0008]另外，當(dāng)氫罐被排空時，由于液態(tài)氫的液位下降，罐中的壓力趨于增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一個目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的所有或一些上述缺點。
[0010]為此，根據(jù)本發(fā)明、以及根據(jù)在上述前序部分給出的本發(fā)明的一般定義的方法的主要特征在于，所述方法包括下列中的至少一者:持續(xù)地或周期性地測量罐中的溫度和持續(xù)地或周期性地測量罐中液體的液位，并且當(dāng)測得的溫度超過一介于-140°C和-160°C之間的設(shè)定的上限溫度閾值時，和分別地當(dāng)罐中的液位下降至低于一設(shè)定的液位閾值時，將罐中的壓力限制為一低于或等于一介于L 5bar和3bar之間的設(shè)定的壓力閾值(Pmax)的值。
[0011]另外，本發(fā)明的實施例可包括下列特征中的一個或多個:
[0012]-設(shè)定的液位閾值介于罐中的最大液位的3%和15%之間；
[0013]-所述方法包括持續(xù)地或周期性地測量罐中的溫度和持續(xù)地或周期性地測量罐中液體的液位，并且當(dāng)測得的溫度超出一介于-140°C和-160°C之間的設(shè)定的上限溫度閾值且罐中的液位下降至低于一設(shè)定的液位閾值時，將罐中的壓力限制為一低于或等于一介于1.5bar和3bar之間的設(shè)定的壓力閾值的值；
[0014]-在將液體從罐輸送至一個或多個儲罐之后自動地將罐中的壓力限制為一低于或等于所述設(shè)定的壓力閾值的值；
[0015]-所述設(shè)定的壓力閾值等于2bar；
[0016]-所述上限溫度閾值等于_150°C;和/或
[0017]-所述罐由下列鋼中的至少一種制成:321、204、302、304和304L鋼或者諸如204N、302N 和 304N 鋼的氮穩(wěn)定鋼(nitrogen-stabilized steel)。
[0018]本發(fā)明還可涉及一種用于輸送液態(tài)氫的裝置，其包括被安裝在能夠通過卡車被移動的可運輸平臺上的罐，所述罐由鋼制成并容納有加壓的液態(tài)氫，所述罐包括一位于罐的上部中的溫度傳感器，一壓力傳感器，一用于選擇性地向罐外部排放氣體的構(gòu)件，以及一連接至溫度傳感器、壓力傳感器和用于選擇性地排放氣體的構(gòu)件的電子控制系統(tǒng)，所述電子控制系統(tǒng)配置成一旦測得的溫度超過一介于_140°C和-160°C之間的設(shè)定的上限溫度閾值就自動地向罐外部排放氣體，并將罐中的壓力限制為一介于1.5bar和3bar之間的設(shè)定的壓力閾值。
[0019]根據(jù)其它可能的特征:
[0020]-所述選擇性地排放氣體的構(gòu)件包括下列構(gòu)件中的至少一者:溢流系統(tǒng)，閥；
[0021]-所述罐包括位于罐中的液位傳感器，所述液位傳感器連接至所述電子控制系統(tǒng)；和/或
[0022]-所述罐由下列鋼中的至少一種制成:321、204、302、304和304L鋼或者諸如204N.302N和304N鋼的氮穩(wěn)定鋼。
[0023]本發(fā)明還可涉及包括上述或以下特征的任意組合的任何替代裝置或方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]通過閱讀下面參考附圖給出的說明，其它特征和優(yōu)點將變得顯而易見。
[0025]-圖1示出用于實施本發(fā)明的裝置的示例的局部示意圖；
[0026]-圖2示出可在本發(fā)明中實施的示例性步驟的局部示意圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1中示出的用于輸送液態(tài)氫的裝置包括罐1，其被安裝在能夠通過卡車被移動的可運輸平臺2上。罐I由不銹鋼制成，并容納有加壓的液態(tài)氫。更準(zhǔn)確地，罐I可由當(dāng)與氫氣接觸時容易脆化的鋼制成，例如諸如304N鋼之類的鋼，或者其它不穩(wěn)定的不銹鋼(例如321、204、302、304或304L鋼)或氮穩(wěn)定鋼(如204N、302N或304N鋼等)。
[0028]為了防止可能導(dǎo)致罐I破裂及嚴(yán)重事故的脆化，該裝置包括用于調(diào)節(jié)罐I中的壓力的系統(tǒng)。
[0029]因此，罐I包括優(yōu)選位于罐I的上部部分中的溫度傳感器3。溫度傳感器3例如是熱電偶或任何其它合適的構(gòu)件。
[0030]罐I還包括用于選擇性地向罐外部排放氣體的構(gòu)件4，例如閥、溢流系統(tǒng)、或允許選擇性地降低罐I中的壓力的任何其它合適的等同構(gòu)件。罐還可包括壓力傳感器6。
[0031]罐I另外包括電子控制系統(tǒng)5，其連接至溫度傳感器3、壓力傳感器6和用于選擇性地排放氣體的構(gòu)件4。該電子控制系統(tǒng)5配置成一旦由傳感器4測得的溫度T超出一設(shè)定的上限溫度閾值Ts (其介于-140°C和_160°C之間，優(yōu)選等于_150°C )就自動地向罐I外部排放氣體，以便將罐I中的壓力降低至一設(shè)定的壓力閾值Pmax (其介于1.5bar和3bar之間，優(yōu)選等于2bar)(參見圖2)。
[0032]該方法允許非常顯著地減小罐I變脆的風(fēng)險。
[0033]本發(fā)明特別是使得可以確保罐的構(gòu)成鋼處于這樣的壓力范圍，S卩，其較不容易由于暴露在氫中而變脆。
[0034]這允許使用較便宜的鋼制造罐，另外允許罐重量減小，并被用于運輸氫而不會發(fā)生罐的脆化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制可運輸?shù)牡蜏毓?、特別是被安裝在能夠通過卡車被移動的可運輸平臺(2)上的罐(I)中的壓力的方法，所述罐(I)由鋼制成并容納有加壓的液態(tài)氫，所述方法包括:持續(xù)地或周期性地測量罐(I)中的溫度，并且當(dāng)測得的溫度超出一介于_140°C和-160°C之間的設(shè)定的上限溫度閾值(Ts)時，將罐(I)中的壓力限制為低于或等于一介于1.5bar和3bar之間的設(shè)定的壓力閾值(Pmax)的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括持續(xù)地或周期性地測量罐中液體的液位，并且當(dāng)罐中的液位下降至低于一設(shè)定的液位閾值時，將罐(I)中的壓力限制為低于或等于一介于1.5bar和3bar之間的設(shè)定的壓力閾值(Pmax)的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定的液位閾值介于罐(I)中的最大液位的3%和15%之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法包括持續(xù)地或周期性地測量罐(I)中的溫度和持續(xù)地或周期性地測量罐中液體的液位，并且當(dāng)測得的溫度超出一介于-140°C和_160°C之間的設(shè)定的上限溫度閾值(Ts)且罐中的液位下降至低于一設(shè)定的液位閾值時，將罐(I)中的壓力限制為低于或等于一介于1.5bar和3bar之間的設(shè)定的壓力閾值(Pmax)的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法,其特征在于,在將液體從罐(I)輸送至一個或多個儲罐之后自動地將罐(I)中的壓力限制為低于或等于所述設(shè)定的壓力閾值(Pmax)的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定的壓力閾值(Pmax)等于2bar。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，所述上限溫度閾值(Ts)等于-150。。。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其特征在于，所述罐(I)由下列鋼中的至少一種制成:321、204、302、304和304L鋼或者諸如204N、302N和304N鋼的氮穩(wěn)定鋼。
9.一種用于輸送液態(tài)氫的裝置，其包括被安裝在能夠通過卡車被移動的可運輸平臺(2)上的罐(1)，所述罐(I)由鋼制成并容納有加壓的液態(tài)氫，所述罐(I)包括一位于罐(O的上部中的溫度傳感器(3);—壓力傳感器(6)用于選擇性地向罐外部排放氣體的構(gòu)件(4);以及一連接至溫度傳感器(3)、壓力傳感器(6)和用于選擇性地排放氣體的構(gòu)件(4)的電子控制系統(tǒng)(5)，所述電子控制系統(tǒng)(5)配置成一旦測得的溫度超出一介于-140°C和-160°C之間的設(shè)定的上限溫度閾值(Ts)就自動地向罐(I)外部排放氣體，以便將罐(I)中的壓力限制為一介于1.5bar和3bar之間的設(shè)定的壓力閾值(Pmax)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述選擇性地排放氣體的構(gòu)件(4)包括下列構(gòu)件中的至少一者:溢流系統(tǒng)，閥。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述罐(I)包括位于罐(I)中的液位傳感器(7 )，所述液位傳感器(7 )連接至所述電子控制系統(tǒng)(5 )。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的裝置，其特征在于，所述罐(I)由下列鋼中的至少一種制成:321、204、302、304和304L鋼或者諸如204N、302N和304N鋼的氮穩(wěn)定鋼。
【文檔編號】F17C13/02GK103574287SQ201310325011
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】H·巴特勒米 申請人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司