Способ хранения жидкого водорода

Способ хранения жидкого водорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Соцмелнстнчеаннк

Реслублик и 947563 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01. 08. 80 (21) 29695 30/23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 300782. Бюллетень ¹28 М К з

F 17 С 3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК 621.575 (088. 8) Дата опубликования описания 300782 (72) Авторы изобретения

A.A.Ìàêàðoâ, В.В.Соловей, A.T.Æåìåðåíêo, A.Ñ.ËàâîøHèê и В.А.Попович

Институт проблем машиностроения AH Украин ой .ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ЖИДКОГО ВОДОРОДА

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к способам хранения и транспортировки

1 жидкого. водорода с использованием водородного ожижитеЛя, и может быть применено на передвижных и неподвижных объектах с автономным хранением жидкого водорода, использующих силовые установки с тепловыми двигателями, например, на транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания.

Для хранения жидкого водорода с минимальными потерями применяются способы, заключающиеся в конденсации испаряющегося водорода водородными ожижителями (1).

Недостаток таких способов — сложность оборудования для их реализации, в частности компрессорного оборудования.

Известны также способы хранения жидкого водорода с одновременной конденсацией испаряющегося водорода, сжимаемого в термосорбционных компрессорах путем нагрева интерметаллических соединений (23.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, включающий сжатие испаряющегося водорода в термосорбционном компрессоре путем нагрева гидрида интерметаллического соедине-, ния, последуюцее охлаждение сжатого водорода в теплообменниках и дросселирование (3).

Недостатком способа является необходимость использования дополнительного источника энергии для нагрева гидрида, что потребует на передвижных объектах дополнительной энергоустановки либо отбора энергии у имеющейся энергоустановки. Это в свою очередь приводит к усложнению и удорожанию хранения жидкого водорода на передвижных объектах.

Цель изобретения — упроцение и удешевление способа хранения жидкого водорода на передвижных и подвижных объектах, снабженных силовой установкой с тепловым двигателем.

Для достижения указанной цели в известном способе хранения жидкого водорода, включающем сжатие испаряющегося водорода в термосорбционном компрессоре; нагрев гидрида интерметаллических соединений или металлов осуцествляют теплом, выделяюцимся при работе двигателя, в том числе отработавшими газами или охлаждаюЗ0 щей водой двигателя, а также тем, 947563,что в качестве гидридов используют соединения LaNi.

Известно, что йри работе двигателя в охлаждающую воду поступает 20353 тепла от сгорания топлива, а тепло, уносимое с отработавшими га- 5 зами, составляет 30-40% тепла топлива.

При этом температура охлаждающей воды и отработавших газов двигателя достаточна для создания в термосорб- )О ционном компрессоре давления (более

4,0-6,0 МПа), необходимого для ожи— жения водорода при помощи дросселирования.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа хранения жидкОго водорода в установке для хранения.

Установка включает криогенный сосуд 1, теплообменники 2 и 3, термосорбционный компрессор 4, тепловой двигатель 5, предварительный теплообменник 6, азотную ванну 7, и дроссельное устройство 8. жидкий водород хранят в сосуде 1 под давлением 0,2-0,4МПа при температуре соответственно 23-26 К. Из сосуда 1 испаряющийся водород направляют в низкотемпературный теплообменник, из которого газообразный водород при 76-78 К поступает в следующий теплообменник 3, откуда он при

285-295 К попадает в термосорбционный компрессор 4, в котором повышают давление водорода до 4,5-6,0 МПа, используя энергию отработавших газов 35 или охлаждающей воды теплового двигателя 5. После термосорбционного компрессора сжатый водород с температурой 410-425 К последовательно охлаждают в предварительном теплообменни- 4р ке 6 и теплообменнике 3 до 140-150 K холодным испаряющимся водородом, в ,азотной ванне 7 до 79-80 К жидким азотом и в низкотемпературном теплообменнике 2 до 40-45 К парами испаря- 45 ющегося водорода, после чего в дросселирующем устройстве 8 дросселируют его в сосуд 1, тем самым осуществляя ожижение части газообразного водорода.

Коэффициент ожижения при этом составляет около 50%.

Предлагаемый способ хранения жидкого водорода в передвижных и неподвижных объектах с тепловым двигателем обеспечивает по сравнению с известными способами повышение экономичности за счет использования тепла отработавших газов или охлаждающей воды двигателя.

Например, при 2-3% потерь от испарения в резервуаре с 10000 кг жидкого водорода количество испарившегося водорода. составляет 200300 кг/сут.

В известных способах 15-20% испарившегося водорода, т.е. до 60 кг/сут должно сжигаться для получения тепла.

Предлагаемый способ позволяет избежать этого. формула изобретения

1. Способ хранения жидкого водорода в передвижных и неподвижных объектах с тепловым двигателем,включающий сжатие испаряющегося водорода в термосорбционном компрессоре путем нагрева гидридов интерметаллических соединений или металлов, последующее охлаждение сжатого водорода и дросселирование, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и удешевления способа хранения жидкого водорода, нагрев гидрида осуществляют теплом, выделяющимся при работе двигателя.

2. Способ по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что нагрев гидрида ведут отработавшими газами или охлаждающей водой двигателя.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве гидридов используют соединения LaN1 Н<, FeTiH<.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. фастовский В.Г. и др. Криогенная техника. M., "Энергия", 1971, с.161.

2. Proceeding of the Fourth International Cryogenic Engeneering

Conference Eindhoven, 24/26, may, 1972, р.122.

3. Патент СССР 9 389667, кл.F 25 В 15/02, 1969.

947563

Составитель К.Чириков

Редактор A.Ìoòûëü Техред Т. Фанта Корректор М. Шароши

Заказ 5601/58 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4