CN101852565B - 储氢合金除氢长效热管 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能在各种条件下长期有效地消除热管中的氢气的储氢合金长效热管。包括一个钢质管壳，其内装有工质水，其特征在于：在热管的冷端内侧加入一般式为RNiaAlbMnc(a、b、c为摩尔数)的储氢合金，其中R是镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、混合稀土金属，4.0≤a≤4.7，0.3≤b≤0.7，5.1≤a+b+c≤5.5。本发明结构简单，利用一般式为RNiaAlbMnc储氢合金吸收钢-水热管使用中产生的不凝气体-氢气，保证热管长期稳定地工作，在热管被腐蚀破损之前保持良好的传热性能，从而大大延长热管的有效寿命。

Description

储氢合金除氢长效热管
技术领域
本发明涉及工业热交换设备技术领域，尤其涉及一种用作热交换的储氢合金除氢长效热管。 
技术背景
以钢或不锈钢作为管壳材料、以水为工质的钢-水热管(包括重力式、带吸液芯式、离心式、电动力式等各种钢-水热管)，广泛应用于工业热交换设备，在使用过程中产生不凝结气体-氢。在普通钢-水热管中水对钢发生电化学腐蚀，析出氢气。热管运行时，不凝气体氢冲向冷凝段，构成停滞的气体区，这时传热主要靠传导，比正常冷凝传热慢得多，这样停滞气体区就不能再正常工作，相当于热管被缩短，从而削弱了热管总的轴向热流量。如果氢的数量或工作压力达到一定数值，整个冷凝段完全处于停滞区，热管停止工作而失效。对于钢-水热管，存在化学反应和电化学反应，这是一种不可避免的金属腐蚀过程，只能抑制或延缓，而不可能消除。 
目前已研制了多种消除热管中的氢气以延长热管寿命的方法。一种是加入缓蚀剂，其控制腐蚀的机理是促进了电池的极化。热管中工质水对碳钢发生电化学腐蚀是阳极过程，因而热管中使用的是阳极型缓蚀剂，理论上它能促进阳极的钝化(如铬酸盐)或阳极成膜(如磷酸盐)而使阳极过程减慢。实际上缓蚀剂在解决钢水不相容性还是有限的，因为缓蚀剂一般不具有挥发性，热管工作时水蒸发时携带量很少，蒸汽在冷端凝结成纯水便失去缓蚀剂保护，而实际应用中热管冷端的电化学腐蚀尤为严重。另一种是氧化法除氢，在热管中放置可把氢气氧化还原成水的固体氧化剂，从原理上看，标准电极电位为正值的元素氧化物均能与氢起氧化还原反应生成水。虽然此方法对消除氢气有较好的效果，但由于放入热管中的氧化剂量总是有限的，氧化剂消耗完了，也就失去除氢的效果。还有一种渗透除氢法在热管冷凝段端部装上钯管，让所产生的氢气随时渗透出去。这种方法由于使用大量的贵金属钯，实用意义不大。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种能在各种条件下长期有效地消除热管中的氢气的储氢合金长效热管。 
为实现上述目的，本发明采取了如下的技术方案： 
本发明包括一个钢质管壳，其内装有工质水，在热管的冷端内侧加入一般式为RNiaAlbMnc(a、b、c为摩尔数)的储氢合金，其中R选自镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd或混合稀土金属，4.0≤a≤4.7，0.3≤b≤0.7，5.1≤a+b+c≤5.5。 
所述混合稀土金属为稀土矿中提取出含有镧、铈、镨、钕及少量钐、铕、钆混合的氧化物或氯化物经熔盐电解制出的金属，如富铈混合稀土金属、富镧混合稀土金属等。 
物稳定性提高；Mn对Ni的部分替代也可以降低储氢合金的平衡压力，降低储氢合金性能对温度的敏感性。 
在热管的冷端管体外设置密封环，RNiaAlbMnc储氢合金位于冷端管堵和密封环之间。 
本发明的有益效果在于： 
本发明结构简单，利用一般式为RNiaAlbMnc储氢合金吸收钢-水热管使用中产生的不凝气体-氢气，保证热管长期稳定地工作，在热管被腐蚀破损之前保持良好的传热性能，从而大大延长热管的有效寿命。 
附图说明
图1是本发明储氢合金除氢长效热管的剖视图。 
附图标价说明：管壳1，工质2，储氢合金3，多孔支撑体4，密封环5 
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。 
如图1所示，本发明热管具有管壳1，其内装有工质2。在热管的冷端管体外设置密封环5，储氢合金3位于多孔支撑体4和冷端管堵5之间。 
实施例1 
本实施例是普通型的储氢合金除氢钢-水热管。热管具有钢质外壳1，管内密封的工质2是水，热管的上端内侧的储氢合金3是LaNi4.0Al0.45Mn0.65，该储氢合金40℃的储氢坪压为0.034MPa。 
实施例2 
本实施例是普通型的储氢合金除氢钢-水热管。热管具有钢质外壳1，管内密封的工质2是水，热管的上端内侧的储氢合金3是LaNi4.4Al0.60Mn0.50，该储氢合金40℃的储氢坪压为0.030MPa。 
实施例3 
本实施例是普通型的储氢合金除氢钢-水热管。热管具有钢质外壳1，管内密封的工质2是水，热管的上端内侧的储氢合金3是LaNi4.7Al0.30Mn0.35，该储氢合金40℃的储氢坪压为0.045MPa。 
实施例4 
本实施例是普通型的储氢合金除氢钢-水热管。热管具有钢质外壳1，管内密封的工质2是水，热管的上端内侧的储氢合金3是LaNi4.5Al0.70Mn0.25，该储氢合金40℃的储氢坪压为0.035MPa。 
实施例5 
本实施例是普通型的储氢合金除氢钢-水热管。热管具有钢质外壳1，管内密封的工质2是水，热管的上端内侧的储氢合金3是MmNi4.5Al0.35Mn0.45，其中Mm为24.3wt％La、57.2wt％Ce、5.1wt％Pr、11.5wt％Nd和0.9wt％杂质组成的富铈混合稀土金属，该储氢合金40℃的储氢坪压为0.032MPa。 
实施例6 
本实施例是普通型的储氢合金除氢钢-水热管。热管具有钢质外壳1，管内密封的工质2是水，热管的上端内侧的储氢合金3是MlNi4.1Al0.55Mn0.55，其中Ml为48.2wt％La、5.1wt％Ce、10.5wt％Pr、35.2wt％Nd和1wt％杂质组成的富镧混合稀土金属，该储氢合金40℃的储氢坪压为0.030MPa。 

Claims (1)

1.一种储氢合金除氢长效热管，包括一个钢质管壳，其内装有工质水，其特征在于：在热管的冷端内侧加入一般式为RNiaAlbMnc的储氢合金，其中R选自镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd或混合稀土金属，4.0≤a≤4.7，0.3≤b≤0.7，5.1≤a+b+c≤5.5；所述储氢合金位于多孔支撑体和冷端管堵之间。
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