Устройство для бездренажного хранения жидких газов Советский патент 1992 года по МПК F17C3/00 

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к хранению жидкого водорода, заполняющего сосуды Дьюара, стационарные и перевозимые хранилища, при его бездренажном хранении.

Целью изобретения является повышение эффективности и экономия водорода.

На чертеже показано предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство состоит из криогенного сосуда 1, размещенного в его нижней части средства для устранения стратификации криогенной жидкости в виде барботера 2, трубопровода 3 сброса паров из паровой полости сосуда 1, трубопровода 4 подачи и слива жидкого водорода в сосуд 1. Устройство снабжено двумя перекачивающимися емкостями 5 и 6, заполненными гидридом металла 7. Емкости 5 и 6 могут быть расположены, например, на внешней оболочке

сосуда 1. На трубопроводе 3 сброса паров из сосудов 1 установлен двухполостной теплообменник 8, одна полость 9 которого по входу подключена к трубопроводу 3, а по выходу - к емкостям 5 и 6. Другая полость 10 теплообменника 8 по ходу соединена с емкостями 5 и 6, а по выходу - с барботером 2. Линия, соединяющая полость 10 с барботером 2, теплоизолирована. Взаимное переключение емкостей 5 и 6 выполнено с помощью трубопровода 11с вентилем 12, трубопровода 13с вентилем 14, трубопровода 15 с вентилем 16 и трубопровода 17 с вентилем 18. Емкости 5 и 6 имеют электронагреватели 19 и 20.

Устройство работает следующим образом,

При бездренажном хранении жидкости в сосуде 1 все вентили закрыты, кроме вентиля, через который сбрасываются пары из

XJ

СО

ю

Јь

сосуда 1 в одну из переключающихся емкостей 5 и 6, например открыт вентиль 16. Следовательно, емкость 5 подготовлена к поглощению водорода гидридом металла 7, и в нее подаются пары водорода. Измене- ние содержания водорода в металлогидри- де приводит к изменению его магнитных свойств, что ведет к появлению сигнала, который с помощью усилителя фиксируется показывающим прибором (не показан), сила которого отградуирована в процентах от максимального количества водорода, поглощаемого гидридом (50-80%). По достижении в сосуде 1 заданного предельного давления закрывают вентиль 16 и открыва- ют вентили 12 и 18, а для протекания процесса десорбции в емкости 5 подводят к гидриду металла 7 тепло с помощью нагревателя 19. В результате водород из емкости 5 поступает в полость 10 теплообменника 8, охлаждается за счет теплообмена с отходящими из паровой полости сосуда 1 через полость 9 и поступающими в емкость 6 через вентиль 18 парами водорода и поступает в бар- ботер 2, откуда происходит истечение газа в жидкий водород. Движение роя пузырей приводит к движению жидкости и ее перемешиванию, что позволяет выравнивать температуру по всему объему жидкости. Это вызывает конденсацию паров и снижение давления в сосуде 1. Изменение содержания водорода при его десорбции в емкости 5 также фиксируется показывающим прибором. Таким образом, одновременно с перемешиванием жидкости в сосуде 1 за счет подачи через барботер 2 охлажденных паров водорода из емкости 5 происходит накопление водорода в емкости 6, причем

охлаждение барботируемого водорода происходит в теплообменнике 8 путем теплообмена с парами, отходящими из паровой полости сосуда 1 и поступающими в емкость 6. По мере выдачи водорода из емкости 5 и накопления его в емкости 6, последние переключаются, для чего закрывают вентили 12 и 18 и открывают вентили 14 и 16.

Таким образом, применение изобретения позволит увеличить время бездренажного хранения жидкого водорода в криогенном резервуаре, поддерживая в нем заданное давление, а также эффективность хранения и уменьшить потери водорода путем барботирования в сосуд охлажденного водорода.

Экономический эффект от применения изобретения определяется увеличением вместимости резервуара в 1,3-1,5 раза.

Формула изобретения

Устройство для бездренажного хранения жидких газов, преимущественно водорода, содержащее сосуд, размещенное в нем средство для устранения стратификации в виде барботера, подключенного к источнику паров, и трубопровод сброса паров, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и экномиии водорода, источник паров выполнен в виде двух переключающихся емкостей с насадками из гидрида металла и двухполостного теплообменника, одна полость которого входом подключена к трубопроводу сброса паров, а выходом - к емкостям, другая его полость входом подключена к емкости, а выходом - к барботеру.

-X

Изобретение относится к криогенной технике и предназначено для повышения эффективности хранения и экономии жидких газов, преимущественно водорода, путем барботирования охлажденным водородом. Для этого устройство снабжено двумя переключающимися емкостями, заполненными гидридом металла, и двухполосным теплообменником, установленными на линии сброса паров из сосуда с жидким водородом, при этом одна полость теплообменника подключена к линии и к емкостям, а другая полость - к барботеру и емкости. Жидкий водород, испаряющийся в сосуде, поглощается в емкостях, поддерживая этим заданное давление в сосуде, а затем накопившийся водород из емкостей подается через вторую полость теплообменника в барботер и используется для борьбы с температурным расслоением жидкости в сосуде. 1 ил. (Л С