KR101217711B1 - Metal hydride vessels for hydrogen isotope storage with rapid cooling characteristics - Google Patents

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Abstract

본 발명은 급냉식 수소동위원소 저장용기에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 용기의 가열 및 냉각이 원활하게 이루어져서 급속 가열과 냉각이 가능하여 수소동위원소를 효율적으로 저장하고 공급할 수 있는 건전성이 향상된 급냉식 수소동위원소 저장용기를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기는 외부용기와, 상기 외부용기 내에 위치되는 제 1원통관 및 상기 제 1원통관 내에 위치되는 제 2원통관을 포함하되 수직방향으로 장축이 위치되는 수직 환형 원통관으로 형성되는 내부용기와, 상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 설치되되 상기 내부용기 내외부로 작동 유체를 순환시키는 열사이펀 루프와, 상기 제 1원통관과 제 2원통관 사이에 형성된 수직 환형 공간에 구비되는 파우더 형태의 수소저장금속과, 상기 외부용기와 내부용기 사이에 구비되되 상기 내부 용기에 브레이징(brazing)되어 구비되는 히터선과, 상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 설치되되 외부의 수소동위원소를 상기 수직 환형 공간으로 유입시키는 수소동위원소 유입관과, 상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 설치되되 상기 수직 환형 공간 내의 수소동위원소를 공급처로 배출시키는 수소동위원소 배출관 및 상기 외부용기와 내부용기 사이에 형성되어 열을 차단하고 상기 수소동위원소의 누출을 방지하는 열차폐판을 포함하되, 상기 수소동위원소는 상기 수소동위원소 유입관을 통해 상기 수직 환형 공간으로 이동한 후 수직 환형 공간 내의 수소저장금속에 흡장되어 수소동위원소화금속에 저장되고, 상기 히터선을 이용한 가열에 의해 상기 수소동위원소화금속 내의 수소동위원소가 탈장되어 상기 수소동위원소 배출관을 통해 공급처로 급속이송되며, 상기 열사이펀 루프를 순환하는 작동 유체의 냉각에 의해 상기 내부용기의 온도가 급속냉각되는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a quench-type hydrogen isotope storage container, and the technical problem to be solved is that the heating and cooling of the container is made smoothly, rapid heating and cooling is possible to improve the integrity of the hydrogen isotope to efficiently store and supply To provide a quench hydrogen isotope storage container.
To this end, the quenched hydrogen isotope storage container according to the present invention includes an outer container, a first cylinder pipe located in the outer container and a second cylinder pipe located in the first cylinder pipe, but the long axis is positioned vertically. An inner container formed of a vertical annular cylindrical tube, a thermosiphon loop installed through the outer container and the inner container to circulate a working fluid into and out of the inner container, and between the first and second cylinder pipes. Powder-type hydrogen storage metal provided in the vertical annular space formed, the heater wire is provided between the outer vessel and the inner vessel and brazed in the inner vessel, and installed through the outer vessel and the inner vessel Hydrogen isotope inlet pipe for introducing external hydrogen isotopes into the vertical annular space, and installed through the outer container and the inner container. But including a hydrogen isotope discharge pipe for discharging the hydrogen isotope in the vertical annular space to the supply source and a heat shield plate formed between the outer container and the inner container to block heat and prevent leakage of the hydrogen isotope, the hydrogen Isotopes are moved to the vertical annular space through the hydrogen isotope inlet pipe and then occluded in a hydrogen storage metal in the vertical annular space and stored in the hydrogen isotope metal, and heated by the heater wire. Hydrogen isotope in the digested metal is hermetically transferred to a supply source through the hydrogen isotope discharge pipe, and the temperature of the inner container is rapidly cooled by cooling of the working fluid circulating through the thermosiphon loop.

Description

급냉식 수소동위원소 저장용기{Metal hydride vessels for hydrogen isotope storage with rapid cooling characteristics}Metal hydride vessels for hydrogen isotope storage with rapid cooling characteristics

본 발명은 핵융합 반응 연료로 사용되는 수소동위원소 및 수소 자동차의 연료로 사용되는 수소 등 기타 수소동위원소를 금속합금에 저장하는 용기에 대한 것으로 보다 상세하게는 종래의 금속합금 수소 저장용기에 비해 급속 가열 및 냉각이 가능한 급냉식 수소동위원소 저장용기에 관한 것이다.
The present invention relates to a container for storing a hydrogen isotope used as a fusion reaction fuel and other hydrogen isotopes such as hydrogen used as a fuel of a hydrogen automobile in a metal alloy, and more specifically, compared to a conventional metal alloy hydrogen storage container. A quenchable hydrogen isotope storage container capable of heating and cooling.

최근 미래 에너지원으로 각광받고 있는 핵융합에너지는 수소동위원소인 삼중수소와 중수소의 핵융합반응으로 생산될 수 있다.Nuclear fusion energy, which has recently been spotlighted as a future energy source, can be produced by nuclear fusion reaction of tritium and deuterium, which are hydrogen isotopes.

삼중수소 관련 기술은 국가 간 수출입이 통제되는 민감한 기술이기 때문에, 선진국으로부터의 기술이전에 제약이 많으며, 설사 해외에서 기술이 도입되어도, 타 분야 활용 또는 제 3국에의 기술 수출시 기술 공급국의 승인을 받아야하는 민감한 기술에 해당한다.Since tritium-related technology is a sensitive technology with controlled import and export between countries, there are many limitations in technology transfer from developed countries, and even if the technology is introduced from abroad, it is approved by the technology supplier for use in other fields or when exporting technology to a third country. Corresponds to a sensitive technology that must receive.

토카막 등의 핵융합반응로에서 발생한 헬륨 등의 핵융합반응 생성물과 미반응 수소동위원소는 토카막배기체처리공정의 팔라듐-은 합금 금속막 장치에서 헬륨과 순수 수소동위원소로 분리된다.A fusion reaction product such as helium and an unreacted hydrogen isotope generated in a fusion reactor such as tokamak are separated into helium and pure hydrogen isotope in the palladium-silver alloy metal membrane device of the tokamak exhaust treatment process.

상기 분리된 순수 수소동위원소는 초저온 증류탑에서 경수소, 중수소 및 삼중수소로 분리되며, 이 중, 삼중수소는 저장공정과 연료주입계통을 통하여 다시 토카막으로 순환된다. 이때, 삼중수소저장공정에는 삼중수소 용기가 설치된다.
The separated pure hydrogen isotope is separated into hard hydrogen, deuterium and tritium in an ultra low temperature distillation column, of which tritium is circulated back to the toka membrane through a storage process and a fuel injection system. At this time, the tritium container is installed in the tritium storage process.

종래 삼중수소 용기는 수소저장금속을 사용하여 삼중수소화금속 형태인 고체상으로 삼중수소를 고정화한 후, 이를 용기에 담고 이 용기에 가열선을 설치하는 구조로 제작되었다.Conventional tritium containers are made of a structure in which tritium is immobilized in a solid phase in the form of tritium metal using hydrogen storage metal, and then placed in a container and a heating wire is installed in the container.

이 경우 삼중수소의 고정화 저장은 가능하나, 삼중수소를 빠른 속도로 흡장 저장하거나, 빠른 속도로 탈장 공급할 수 없기 때문에, 다수의 삼중수소 용기를 채용함에 따라 삼중수소 재고 증가가 불가피해져 경제성 및 안전성에 문제점이 발생하였다. 또한 비교적 빠른 흡탈장이 가능한 종래 삼중수소 용기도 내부 구조가 복잡해 안전성과 경제성이 저감되는 문제점이 있었다.
In this case, immobilized storage of tritium is possible, but since tritium cannot be stored and stored rapidly or hernia supplied at a high rate, an increase in tritium inventory is inevitable due to the adoption of a large number of tritium containers. A problem occurred. In addition, the conventional tritium container capable of relatively fast suction and removal has a problem in that the internal structure is complicated and the safety and economy is reduced.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명자들은 특허출원번호 제2010-0109150호의 삼중수소 용기를 출원한 바 있다. 그러나 상기 특허출원에서 제안된 방식은 진보된 신규기술임에도 불구하고 아직도 급속냉각이 개선될 필요가 있다.Therefore, in order to solve the above problems, the present inventors have applied for the tritium container of Patent Application No. 2010-0109150. However, although the method proposed in the above patent application is an advanced new technology, rapid cooling still needs to be improved.

수소동위원소는 금속 파우더와 화학적인 반응을 통해 메탈 하이드라이드(metal-hydride)를 형성하여 용기에 저장되며, 수소가 단순히 파우더에 흡수되는 물리적인 방법에 비해 단위 체적당 많은 양의 수소를 저장할 수 있는 장점이 있다.Hydrogen isotopes form metal hydrides through chemical reactions with metal powders and are stored in containers, and they can store more hydrogen per unit volume than physical methods where hydrogen is simply absorbed into the powder. There is an advantage.

수소가 금속 파우더와 반응하여 메탈 하이드라이드를 형성하는 반응은 발열반응이고, 흡장이라고 부른다. 반면에, 메탈 하이드라이드가 수소와 금속 파우더로 분리되는 반응은 흡열 반응이고, 탈장이라고 부른다. 따라서 수소를 흡장할 때는 용기를 냉각해 주고, 수소를 탈장할 때는 용기를 가열하여 반응속도를 높일 수 있다.
The reaction in which hydrogen reacts with the metal powder to form a metal hydride is exothermic and is called occlusion. On the other hand, the reaction in which the metal hydride is separated into hydrogen and metal powder is an endothermic reaction and is called hernia. Therefore, when the hydrogen is occluded, the vessel is cooled, and when the hydrogen is degassed, the vessel can be heated to increase the reaction rate.

일반적으로, 수소 저장 용기를 급속 가열 및 냉각하기 위해서는 저장 용기의 열용량을 줄여야 한다. 하지만, 금속 파우더와 용기 재질인 스테인리스 스틸의 열용량은 고정되어 있으며, 요구되는 압력 조건을 견딜 수 있는 용기의 두께도 이미 결정되어 있기 때문에 획기적인 재료의 개발이 없는 한 열용량은 변경할 수 없다.
In general, in order to rapidly heat and cool a hydrogen storage vessel, the heat capacity of the storage vessel should be reduced. However, the heat capacity of the metal powder and the stainless steel, which is a container material, is fixed, and since the thickness of the container that can withstand the required pressure conditions is already determined, the heat capacity cannot be changed without the development of a breakthrough material.

이에, 본 발명자들은 공지 기술의 문제점인 저속의 수소동위원소 저장속도 및 공급속도를 개선하고, 용기를 급속 가열하거나 상온의 외부로 열이 전달되어 버려지는 현상을 방지하기 위해서는 용기의 단열 성능을 높여야 하지만, 이러한 단열 용기는 급속 냉각이 필요한 경우에는 불필요하고, 단열 성능이 우수하면서도, 냉각이 필요한 경우에는 빠른 시간 안에 냉각이 가능한 용기에 착안하여, 용기의 내구성과, 신뢰성 및 건전성을 유지하면서, 수소동위원소를 안전하고 경제적으로 취급할 수 있는 수소동위원소 용기를 연구한 결과 본 발명을 완성하였다.
Therefore, the present inventors should improve the thermal insulation performance of the container in order to improve the storage speed and supply speed of hydrogen isotope, which is a problem of the known technology, and to prevent the rapid heating of the container or heat transfer to the outside of the room temperature. However, such a heat insulating container is not necessary when rapid cooling is required, and excellent heat insulating performance, but when cooling is required to focus on a container that can be cooled quickly, while maintaining the durability, reliability and health of the container, The present invention has been accomplished by studying a hydrogen isotope container capable of safely and economically handling isotopes.

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 열전달을 촉진시킬 경우 용기의 가열 및 냉각이 원활하게 이루어져서 급속 가열과 냉각이 가능하고, 저장 용기와 냉각시스템은 단순한 구조를 가짐으로써 고장의 우려가 없으며, 냉각을 위한 전력 사용을 최소화하여 추가적인 운전비용이 없이 수소동위원소를 효율적으로 저장하고 공급할 수 있는 건전성이 향상된 급냉식 수소동위원소 저장용기를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, and when the heat transfer is promoted, the heating and cooling of the container is made smoothly and rapid heating and cooling is possible, and the storage container and the cooling system have a simple structure to break down. The aim of the present invention is to provide a quenched hydrogen isotope storage container with improved soundness that can efficiently store and supply hydrogen isotopes without additional operating costs by minimizing the use of power for cooling.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기는 외부용기와, 상기 외부용기 내에 위치되는 제 1원통관 및 상기 제 1원통관 내에 위치되는 제 2원통관을 포함하되 수직방향으로 장축이 위치되는 수직 환형 원통관으로 형성되는 내부용기와, 상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 설치되되 상기 내부용기 내외부로 작동 유체를 순환시키는 열사이펀 루프와, 상기 제 1원통관과 제 2원통관 사이에 형성된 수직 환형 공간에 구비되는 파우더 형태의 수소저장금속과, 상기 외부용기와 내부용기 사이에 구비되되 상기 내부 용기에 브레이징(brazing)되어 구비되는 히터선과, 상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 설치되되 외부의 수소동위원소를 상기 수직 환형 공간으로 유입시키는 수소동위원소 유입관과, 상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 설치되되 상기 수직 환형 공간 내의 수소동위원소를 공급처로 배출시키는 수소동위원소 배출관 및 상기 외부용기와 내부용기 사이에 형성되어 열을 차단하고 상기 수소동위원소의 누출을 방지하는 열차폐판을 포함하되, 상기 수소동위원소는 상기 수소동위원소 유입관을 통해 상기 수직 환형 공간으로 이동한 후 수직 환형 공간 내의 수소저장금속에 흡장되어 수소동위원소화금속에 저장되고, 상기 히터선을 이용한 가열에 의해 상기 수소동위원소화금속 내의 수소동위원소가 탈장되어 상기 수소동위원소 배출관을 통해 공급처로 급속이송되며, 상기 열사이펀 루프를 순환하는 작동 유체의 냉각에 의해 상기 내부용기의 온도가 급속냉각되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the quenched hydrogen isotope storage container according to the present invention includes an outer container, a first cylinder pipe located in the outer container and a second cylinder pipe located in the first cylinder pipe. An inner container formed of a vertical annular cylindrical tube having a long axis located in a vertical direction, a thermosiphon loop installed through the outer container and the inner container to circulate a working fluid into and out of the inner container, and the first cylinder pipe A hydrogen-storage metal in powder form provided in a vertical annular space formed between the second cylindrical tube and a heater wire provided between the outer container and the inner container and brazed in the inner container, and the outer container. Hydrogen isotope inlet pipe installed through the inner container to introduce external hydrogen isotopes into the vertical annular space, and for external use A train installed between the inner container and the hydrogen isotope discharge pipe for discharging the hydrogen isotope in the vertical annular space to the supply source, and formed between the outer container and the inner container to block heat and prevent leakage of the hydrogen isotope. Including a closed plate, the hydrogen isotope is moved to the vertical annular space through the hydrogen isotope inlet pipe and then stored in the hydrogen storage metal in the vertical annular space and stored in the hydrogen isotope metal, using the heater wire The hydrogen isotope in the hydrogen isotope is desorbed by heating and rapidly transported to the supply through the hydrogen isotope discharge pipe, and the temperature of the inner container is rapidly cooled by the cooling of the working fluid circulating through the thermosiphon loop. It is characterized by.

또한, 상기 열사이펀 루프는 상기 외부용기의 상부에 구비되는 응축부와, 상기 내부용기 내에 구비되는 증발부와, 상기 외부용기와 내부용기를 관통하며 상기 응축부와 증발부를 연결하되 상기 응축부 내의 응축 액체를 상기 증발부로 유입시키는 응축 액체 유입관 및 상기 외부용기와 내부용기를 관통하며 상기 증발부와 응축부를 연결하되 상기 증발부 내의 증발 기체를 상기 응축부로 배출시키는 증발 기체 배출관을 포함하고, 상기 작동 유체는 상기 응축부에서 응축되어 상기 응축 액체 유입관을 통해 증발부로 유입되고, 상기 증발부에서 증발되어 상기 내부용기 내의 온도를 급냉시키며, 상기 증발 기체 배출관을 통해 상기 응축부로 배출된 후 상기 응축부에서 대기로 열을 방출하며 재응축될 수 있다.The thermosiphon loop may further include a condensation unit provided at an upper portion of the outer container, an evaporation unit provided in the inner container, a connection between the condensation unit and the evaporation unit through the outer container and the inner container, And a condensed liquid inlet pipe through which the condensed liquid is introduced into the evaporator, and an evaporated gas discharge pipe connected to the evaporator and the condenser while discharging the evaporated gas in the evaporator to the condenser. The working fluid is condensed in the condenser and introduced into the evaporator through the condensed liquid inlet pipe, evaporated in the evaporator to quench the temperature in the inner container, and discharged to the condenser through the evaporation gas discharge pipe and then condensed. The heat can be recondensed by releasing heat into the atmosphere.

또한, 상기 응축 액체 유입관은 상기 응축부로부터 증발부로 유동되는 응축 액체의 유동을 조절하기 위해 상기 응축 액체 유입관을 개폐시키는 유동 조절 밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the condensed liquid inlet pipe may further include a flow control valve for opening and closing the condensed liquid inlet pipe to control the flow of the condensed liquid flowing from the condenser to the evaporator.

또한, 상기 응축부는 구리 재질로 이루어지고, 상기 증발부와, 응축 액체 유입관 및 증발 기체 배출관은 스테인리스 스틸 재질로 이루어질 수 있다.In addition, the condensation part may be made of copper, and the evaporation part, the condensation liquid inlet pipe, and the evaporation gas discharge pipe may be made of stainless steel.

또한, 상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 상기 내부용기에 브레이징(brazing)되어 구비되고 상기 수직 환형 공간 내의 수소동위원소를 계량하기 위해 헬륨기체가 내부로 유출입되며 순환되는 헬륨루프관을 더 포함하되, 상기 헬륨기체에 의해 상기 수소동위원소화금속 내의 수소동위원소가 계량될 수 있다.The apparatus may further include a helium loop tube provided through the outer vessel and the inner vessel by brazing the inner vessel and having a helium gas flowing in and out to circulate the hydrogen isotope in the vertical annular space. Hydrogen isotope in the hydrogen isotope may be metered by the helium gas.

또한, 상기 수직 환형 공간은 상부와 하부에 상기 수소저장금속의 유출을 방지하는 수평 환형 유출방지필터가 각각 구비될 수 있다.In addition, the vertical annular space may be provided with a horizontal annular outflow prevention filter to prevent the outflow of the hydrogen storage metal in the upper and lower portions, respectively.

또한, 상기 수평 환형 유출방지필터는 소결 금속필터일 수 있다.In addition, the horizontal annular outflow filter may be a sintered metal filter.

또한, 상기 수평 환형 유출방지필터는 상기 수직 환형 공간 내에 수평으로 복수로 설치될 수 있다.In addition, the horizontal annular outflow prevention filter may be installed in a plurality of horizontally in the vertical annular space.

또한, 상기 수직 환형 공간은 상부와 하부에 상기 수소저장금속의 유출을 방지하는 원통형 유출방지필터가 구비되되, 상기 원통형 유출방지필터는 원통형 소결 금속필터일 수 있다.In addition, the vertical annular space is provided with a cylindrical outflow prevention filter for preventing the outflow of the hydrogen storage metal in the upper and lower, the cylindrical outflow prevention filter may be a cylindrical sintered metal filter.

또한, 상기 제 1원통관 또는 제 2원통관은 상기 수직 환형 공간 내의 열전달을 촉진시키는 열전달촉진핀이 설치될 수 있다.In addition, the first cylinder tube or the second cylinder tube may be provided with a heat transfer promoting pin for promoting heat transfer in the vertical annular space.

또한, 상기 히터선은 상기 제 1원통관과 제 2원통관에 각각 별도로 구비될 수 있다.In addition, the heater wire may be provided separately in the first cylinder tube and the second cylinder tube, respectively.

또한, 상기 헬륨루프관은 상기 제 1원통관과 제 2원통관에 각각 별도로 구비될 수 있다.In addition, the helium loop pipe may be provided separately in the first cylinder tube and the second cylinder tube, respectively.

또한, 상기 헬륨루프관은 하나의 유입구가 유입 매니폴드에 의해 복수의 분기관과 연결되고, 상기 복수의 분기관이 배출 매니폴드에 의해 하나의 배출구와 연결될 수 있다.In addition, the helium loop pipe may have one inlet connected to the plurality of branch pipes by the inlet manifold, and the plurality of branch pipes may be connected to the one outlet port by the discharge manifold.

또한, 상기 헬륨루프관은 복수의 다른 수직형 수소동위원소 저장용기의 외부용기와 내부용기를 관통하는 헬륨루프관과 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.In addition, the helium loop pipe may be connected in series or in parallel with the helium loop pipe passing through the outer container and the inner container of the plurality of other vertical hydrogen isotope storage container.

또한, 상기 수소저장금속은 ZrCo, 감손우라늄, 우라늄, 티타늄, 팔라듐, ZrNi, ZiNixCoy(x=0.01~0.99,y=1-x), ZrNixCoyFez(x=0.01~0.99, y=0.01~0.99, z=0.01~0.99, x+y+z=1) 및 ZixHfyCo(x=0.01~0.99, y=1-x)로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.In addition, the hydrogen storage metal is ZrCo, depleted uranium, uranium, titanium, palladium, ZrNi, ZiNi x Co y (x = 0.01 ~ 0.99, y = 1-x), ZrNi x Co y Fe z (x = 0.01 ~ 0.99 , y = 0.01-0.99, z = 0.01-0.99, x + y + z = 1), and Zi x Hf y Co (x = 0.01-0.99, y = 1-x).

또한, 상기 수소저장금속은 ZrNi0 .3Co0 .7, ZrNi0 .2Co0 .7Fe0 .1, ZrNi0 .3Co0 .5Fe0 .2, Zr0.5Hf0.5Co 및 Zr0 .7Hf0 .3Co로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.Further, the hydrogen storage metal ZrNi 0 .3 Co 0 .7, ZrNi 0 .2 Co 0 .7 Fe 0 .1, ZrNi 0 .3 Co 0 .5 Fe 0 .2, Zr 0.5 Hf 0.5 Co and Zr 0 0.7 may be selected from the group consisting of Hf 0 .3 Co.

또한, 상기 열차폐판은 그 표면이 은으로 도금된 것일 수 있다.In addition, the heat shield plate may be plated with silver.

또한, 상기 내부용기, 수직 환형 원통관 또는 헬륨루프관에 연결되어 각 부위의 온도를 계측하는 열전대가 포함될 수 있다.In addition, the thermocouple may be connected to the inner container, the vertical annular cylindrical tube or helium loop tube to measure the temperature of each part.

또한, 상기 헬륨루프관에 설치되어 상기 헬륨기체의 유량을 계측 및 기록하고, 과부하시 경보를 울리는 헬륨기체 유량계측기가 포함될 수 있다.In addition, the helium loop pipe may be installed in the helium gas flow meter to measure and record the flow rate of the helium gas, and an alarm in the event of overload may be included.

또한, 상기 헬륨루프관에 설치되어 상기 헬륨기체를 설정된 온도로 가열 또는 냉각시켜 일정한 온도로 유입시키는 항온기가 포함될 수 있다.In addition, a thermostat installed in the helium loop pipe may be included to heat or cool the helium gas to a predetermined temperature to introduce a constant temperature.

또한, 상기 수소동위원소 배출관에 설치되어 상기 수소동위원소가 과압일 경우 상기 외부용기 및 내부용기를 보호하는 럽츄어 디스크(rupture disk)가 포함될 수 있다.In addition, when the hydrogen isotope is installed in the hydrogen isotope discharge pipe overpressure may include a rupture disk (rupture disk) to protect the outer container and the inner container.

또한, 상기 럽츄어 디스크(rupture disk)에 설치되어 상기 공급처로 급속이송되는 수소동위원소의 압력을 계측 및 기록하며, 설정온도에서 경보를 울리는 수소동위원소 압력계측기가 포함될 수 있다.In addition, it is installed on the rupture disk (rupture disk) to measure and record the pressure of the hydrogen isotope that is rapidly transported to the supply, and may include a hydrogen isotope pressure gauge that sounds an alarm at a set temperature.

또한, 상기 수소동위원소 배출관에 설치되어 상기 공급처로 급속이송되는 수소동위원소의 유량을 계측 및 기록하는 수소동위원소 유량계측기가 포함될 수 있다.In addition, the hydrogen isotope flow meter may be installed in the hydrogen isotope discharge pipe for measuring and recording the flow rate of the hydrogen isotope rapidly transported to the supply.

또한, 상기 외부용기와 내부용기 사이에 대류열전달을 감소시키는 고진공(High vacuum) 상태가 형성될 수 있다.In addition, a high vacuum condition may be formed between the outer container and the inner container to reduce convective heat transfer.

또한, 상기 외부용기와 내부용기 사이에 대류열전달을 증가시키는 헬륨(He)이 포함될 수 있다.
In addition, helium (He) may be included to increase convective heat transfer between the outer container and the inner container.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기에 의하면, 저장용기의 반복적 사용에 있어서 흡장 및 탈장 속도를 획기적으로 개선할 수 있고, 삼중수소 및 수소는 동위원소로 동일한 방식으로 금속 파우더와 반응하기 때문에 수소 자동차의 연료인 수소를 효과적으로 저장 및 배출할 수 있는 용기로도 적용되어 경제성이 우수한 효과가 있다.
As described above, according to the quenched hydrogen isotope storage container according to the present invention, it is possible to drastically improve the storage and degassing rate in the repeated use of the storage container, and tritium and hydrogen are isotopes in the same way as the metal powder. Because it reacts with and is applied as a container that can effectively store and discharge the hydrogen of the hydrogen vehicle fuel has an excellent economic efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기의 개략적인 제 1정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기의 개략적인 제 2정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기를 이용한 가열 속도를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기를 이용한 냉각 속도를 나타내는 그래프.
1 is a schematic first front view of a quenched hydrogen isotope storage container according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic second front view of a quenched hydrogen isotope storage container according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the heating rate using a quench hydrogen isotope storage container according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the cooling rate using the quenched hydrogen isotope storage container according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기의 개략적인 제 1정면도이다.
1 is a schematic first front view of a quenched hydrogen isotope storage container according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부용기(100)와, 내부용기(200)와, 열사이펀 루프(300)와, 수소동위원소 유입관(500)과, 수소동위원소 배출관(600) 및 열차폐판(800)을 포함한다.
The quenched hydrogen isotope storage container according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, the outer container 100, the inner container 200, the thermosiphon loop 300, and the hydrogen isotope inflow The pipe 500 includes a hydrogen isotope discharge pipe 600 and a heat shield 800.

상기 외부용기(100)는 진공 단열을 유지하며 내부에 위치되는 내부용기(200)를 커버한다.The outer container 100 maintains vacuum insulation and covers the inner container 200 located therein.

따라서, 상기 외부용기(100)는 상기 내부용기(200) 내에 존재하는 수소동위원소의 외부 누출을 방지할 수 있다. 이때, 상기 외부용기(100) 내면은 표면 가공(polishing)을 통해 표면 방사율을 낮춰 급속가열시 복사 열손실을 최소화할 수 있다.
Therefore, the outer container 100 can prevent the external leakage of the hydrogen isotope present in the inner container 200. At this time, the inner surface of the outer container 100 can be minimized radiant heat loss during rapid heating by lowering the surface emissivity through surface polishing (polishing).

상기 내부용기(200)는 수직 환형 원통관 형상으로 이루어질 수 있다.The inner container 200 may be formed in a vertical annular cylindrical tube shape.

구체적으로, 상기 내부용기(200)는 중공 원통형상의 제 1원통관(210) 및 상기 제 1원통관(210) 내에 위치되는 중공 원통형상의 제 2원통관(220)을 포함하되, 수직방향으로 장축이 배치되며 상기 외부용기(100) 내에 위치될 수 있다.Specifically, the inner container 200 includes a hollow cylindrical first cylindrical tube 210 and the hollow cylindrical second cylindrical tube 220 which is located in the first cylindrical tube 210, the long axis in the vertical direction It is disposed and may be located in the outer container (100).

즉, 상기 내부용기(200)는 상기 제 1원통관(210)의 내경이 상기 제 2원통관(220)의 외경보다 크게 형성되어 상기 제 2원통관(220)이 상기 제 1원통관(210)의 중공부에 위치됨으로써 전체적으로 환형 형상으로 이루어질 수 있다.That is, the inner container 200 is formed such that the inner diameter of the first cylinder tube 210 is larger than the outer diameter of the second cylinder tube 220, the second cylinder tube 220 is the first cylinder tube 210 By being located in the hollow portion of the) it can be made in an annular shape as a whole.

이때, 상기 내부용기(200) 외면은 상기 외부용기(100) 내면과 동일하게 표면 가공(polishing)을 통해 표면 방사율을 낮춰 급속가열시 복사 열손실을 최소화할 수 있다.
At this time, the outer surface of the inner container 200 is the same as the inner surface of the outer container 100 to lower the surface emissivity through the surface (polishing) to minimize the radiant heat loss during rapid heating.

또한, 상기 내부용기(200)는 상기 수소동위원소 유입관(500), 수소동위원소 배출관(600), 상기 열사이펀 루프(300)의 후술할 응축 액체 유입관(330) 및 증발 기체 배출관(340)에 의해 지지될 수 있다.In addition, the inner container 200 is the hydrogen isotope inlet pipe 500, the hydrogen isotope discharge pipe 600, the condensed liquid inlet pipe 330 and the evaporation gas discharge pipe 340 to be described later of the thermosiphon loop 300. It can be supported by).

더불어, 상기 외부용기(100)와 내부용기(200) 사이에는 대류열전달을 감소시키기 위해 고진공(High vacuum) 상태가 형성될 수 있고, 대류열전달을 증가시키기 위해 헬륨(He)이 포함될 수 있다.
In addition, a high vacuum state may be formed between the outer container 100 and the inner container 200 to reduce convective heat transfer, and helium (He) may be included to increase convective heat transfer.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기(1)는 상기 내부용기(200)의 제 1원통관(210)과 제 2원통관(220) 사이에 형성된 수직 환형 공간(230)에 파우더 형태의 수소저장금속을 구비할 수 있다.
Meanwhile, the quenched hydrogen isotope storage container 1 according to the embodiment of the present invention has a vertical annular space formed between the first cylinder pipe 210 and the second cylinder pipe 220 of the inner container 200 ( 230 may be provided with a hydrogen storage metal in the form of a powder.

상기 열사이펀 루프(300)는 상기 외부용기(100)와 내부용기(200)를 관통하여 설치되되 상기 내부용기(200) 내외부로 작동 유체를 순환시킬 수 있다. 이에 따라 상기 열사이펀 루프(300)를 순환하는 작동 유체의 냉각에 의해 상기 내부용기(200)의 온도가 급속냉각될 수 있다.
The thermosiphon loop 300 may be installed through the outer container 100 and the inner container 200 to circulate the working fluid into and out of the inner container 200. Accordingly, the temperature of the inner container 200 may be rapidly cooled by the cooling of the working fluid circulating in the thermosiphon loop 300.

구체적으로, 상기 열사이펀 루프(300)는 응축부(310)와, 증발부(320)와, 응축 액체 유입관(330) 및 증발 기체 배출관(340)을 포함할 수 있다.
Specifically, the thermosiphon loop 300 may include a condenser 310, an evaporator 320, a condensed liquid inlet pipe 330, and an evaporated gas discharge pipe 340.

상기 응축부(310)는 상기 외부용기(100)의 상부에 구비되어 상온의 대기로 열을 방출할 수 있고, 상기 증발부(320)는 상기 내부용기(200) 내에 구비되어 급속냉각 시 내부용기(200)로부터 열을 흡수할 수 있다.The condensation unit 310 is provided on the upper portion of the outer container 100 to release heat to the atmosphere at room temperature, the evaporator 320 is provided in the inner container 200 is an internal container during rapid cooling Heat may be absorbed from 200.

이때, 상기 응축부(310)는 열전도도가 우수한 구리 재질로 이루어질 수 있고, 상기 증발부(320)는 강도가 높은 스테인리스 스틸 재질로 이루어질 수 있다.
In this case, the condensation unit 310 may be made of a copper material having excellent thermal conductivity, and the evaporator 320 may be made of a stainless steel having high strength.

또한, 상기 응축 액체 유입관(330)은 상기 외부용기(100)와 내부용기(200)를 관통하며 상기 응축부(310)와 증발부(320)를 연결하되 상기 응축부(310) 내의 응축 액체를 상기 증발부(320)로 유입시킬 수 있고, 상기 증발 기체 배출관(340)은 상기 외부용기(100)와 내부용기(200)를 관통하며 상기 증발부(320)와 응축부(310)를 연결하되 상기 증발부(320) 내의 증발 기체를 상기 응축부(310)로 배출시킬 수 있다.In addition, the condensation liquid inlet pipe 330 penetrates the outer container 100 and the inner container 200 and connects the condenser 310 and the evaporator 320, but the condensed liquid in the condenser 310. May be introduced into the evaporator 320, and the evaporation gas discharge pipe 340 passes through the outer container 100 and the inner container 200 and connects the evaporator 320 and the condenser 310. However, the evaporation gas in the evaporator 320 may be discharged to the condenser 310.

이때, 상기 응축 액체 유입관(330) 및 증발 기체 배출관(340)은 상기 증발부(320)와 동일하게 강도가 높은 스테인리스 스틸 재질로 이루어질 수 있다.
At this time, the condensation liquid inlet pipe 330 and the evaporation gas discharge pipe 340 may be made of a stainless steel material of high strength as the evaporator 320.

상기 열사이펀 루프(300)에서는 상기 증발부(320)에서 열에 의해 증발된 작동 유체가 상기 응축부(310)로 이동하여 응축이 되고, 응축된 액체가 중력에 의해 다시 증발부(320)로 유입되어 순환하게 된다.In the thermosiphon loop 300, the working fluid evaporated by heat in the evaporator 320 moves to the condenser 310 to condense, and the condensed liquid flows back into the evaporator 320 by gravity. To cycle.

구체적으로, 상기 작동 유체는 상기 응축부(310)에서 응축되어 중력에 의해 상기 응축 액체 유입관(330)을 통해 증발부(320)로 유입되고, 상기 증발부(320)에서 열에 의해 증발되어 상기 내부용기(200) 내의 온도를 급냉시킨다.Specifically, the working fluid is condensed in the condensation unit 310 and introduced into the evaporator 320 through the condensed liquid inlet pipe 330 by gravity, and is evaporated by heat in the evaporator 320 to the The temperature in the inner container 200 is quenched.

이후, 상기 증발부(320)에서 증발된 작동 유체는 상기 증발 기체 배출관(340)을 통해 상기 응축부(310)로 배출되며 상기 응축부(310)에서 외부 대기로 열을 방출하며 재응축된다.
Thereafter, the working fluid evaporated from the evaporator 320 is discharged to the condenser 310 through the evaporation gas discharge pipe 340 and is recondensed by dissipating heat from the condenser 310 to the outside atmosphere.

한편, 상기 응축 액체 유입관(330)은 상기 응축부(310)로부터 증발부(320)로 유동되는 응축 액체의 유동을 조절하기 위해 상기 응축 액체 유입관(330)을 개폐시키는 유동 조절 밸브(331)를 더 포함할 수 있다.
On the other hand, the condensed liquid inlet pipe 330 is a flow control valve 331 for opening and closing the condensed liquid inlet pipe 330 to control the flow of the condensed liquid flowing from the condenser 310 to the evaporator 320 ) May be further included.

상기 유동 조절 밸브(331)는 급속냉각의 필요에 따라 개폐될 수 있는데, 상기 유동 조절 밸브(331)를 폐쇄시키는 경우, 상기 증발부(320)에서 내부용기(200)의 열에 의해 증발된 작동 유체는 응축부(310)로 이동하여 응축되지만 응축된 작동 유체는 다시 증발부(320)로 유입되지 않게 된다.The flow control valve 331 may be opened and closed according to the need for rapid cooling. When the flow control valve 331 is closed, the working fluid evaporated by the heat of the inner container 200 in the evaporator 320. Is condensed by moving to the condenser 310, but the condensed working fluid does not flow back into the evaporator 320.

그 결과, 상기 증발부(320) 내부의 모든 작동 유체는 증발하여 응축부(310)로 이동하게 되므로 더 이상의 열전달이 이루어지지 않게 된다.As a result, all the working fluid inside the evaporator 320 is evaporated and moved to the condenser 310 so that no further heat transfer occurs.

즉, 상기 유동 조절 밸브(331)는 급속 냉각이 필요한 경우에만 개방되어 외부로 열을 배출하도록 하는 열 스위치 작용을 한다.
That is, the flow control valve 331 is opened only when rapid cooling is required to act as a heat switch to discharge heat to the outside.

한편, 상기 급냉식 수소동위원소 저장용기(1)는 상기 외부용기(100)와 내부용기(200)를 관통하여 상기 내부용기(200)에 브레이징(brazing)되어 구비되는 히터선(400)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the quenched hydrogen isotope storage container 1 includes a heater wire 400 that is brazed in the inner container 200 through the outer container 100 and the inner container 200. can do.

이때, 상기 히터선(400)은 상기 제 1원통관(210)과 제 2원통관(220)에 각각 별도로 브레이징(brazing)되어 하나의 히터선(400)이 단선될 경우, 다른 하나의 히터선(400)을 작동시켜 수소저장금속 내에 잔류하는 수소동위원소를 안전하게 가열 방출하여 회수할 수 있다.
At this time, the heater wire 400 is brazed to each of the first cylindrical pipe 210 and the second cylindrical pipe 220 separately, when one heater wire 400 is disconnected, the other heater wire By operating 400, the hydrogen isotope remaining in the hydrogen storage metal may be safely heated and released.

상기 수직 환형 공간(230)은 광면적 내부 공간으로 상기 수소동위원소와 수소저장금속간의 반응을 유도하며, 상부와 하부에 상기 수소저장금속의 유출을 방지하는 수평 환형 유출방지필터(700)가 각각 구비될 수 있다.The vertical annular space 230 is a large area inside space to induce a reaction between the hydrogen isotope and the hydrogen storage metal, the horizontal annular outflow filter 700 for preventing the outflow of the hydrogen storage metal on the top and bottom, respectively It may be provided.

이때, 상기 수평 환형 유출방지필터(700)는 소결 금속필터일 수 있고, 상기 수직 환형 공간(230) 중간에 수평으로 복수개 설치하여 상기 수소저장금속을 다단으로 배치할 수 있다. 따라서, 금속하이드라이드의 양이 많은 경우, 상기 수평 환형 유출방지필터(700)에 가해지는 하중을 최소화할 수 있고, 금속하이드라이드 내에 열전달 및 물질전달을 촉진시킬 수 있다.In this case, the horizontal annular outflow filter 700 may be a sintered metal filter, and the hydrogen storage metal may be arranged in multiple stages by installing a plurality of horizontally in the middle of the vertical annular space 230. Therefore, when the amount of the metal hydride is large, the load applied to the horizontal annular outflow filter 700 can be minimized, and heat transfer and mass transfer can be promoted in the metal hydride.

상기 수직 환형 공간(230)으로 유입되는 수소동위원소는 상기 수평 환형 유출방지필터(700)를 통과하여 수소저장금속에 흡장되나, 상기 수소동위원소가 저장된 수소동위원소화금속은 탈장 시, 상기 수평 환형 유출방지필터(700)를 통과하지 못하므로 수소동위원소화 금속 파우더의 유출이 방지될 수 있다.
The hydrogen isotope flowing into the vertical annular space 230 passes through the horizontal annular outflow prevention filter 700 and is occluded in the hydrogen storage metal. However, the hydrogen isotope in which the hydrogen isotope is stored is horizontal when hermetic. Since it does not pass through the annular outflow prevention filter 700, the outflow of the hydrogen isotope metal powder can be prevented.

한편, 상기 수직 환형 공간(230)에는 도시되지 않았지만 상부와 하부에 원통형 소결 금속필터인 원통형 유출방지필터가 구비될 수 있는데, 이에 따라 상기 수소저장금속의 유출이 방지되고 수소동위원소의 원활한 유로가 제공되며 압력강하를 극소화시킬 수 있다. 이때, 상기 제 1원통관(210) 및 제 2원통관(220)에 열전달촉진핀(미도시)을 설치함으로써 상기 수직 환형 공간(230) 내의 열전달을 촉진시킬 수 있다.
On the other hand, although not shown in the vertical annular space 230 may be provided with a cylindrical outflow prevention filter which is a cylindrical sintered metal filter on the top and bottom, thereby preventing the outflow of the hydrogen storage metal and smooth flow path of the hydrogen isotope It can be provided and the pressure drop can be minimized. At this time, by installing a heat transfer promoting pin (not shown) in the first cylindrical pipe 210 and the second cylindrical pipe 220 can promote heat transfer in the vertical annular space (230).

상기 수소저장금속은 상기 수직 환형 공간(230) 내에 얇게 펼쳐져 넓은 반응면적을 제공하므로, 상기 수소동위원소 유입관(500)을 통해 유입되는 수소동위원소의 빠른 흡장이 가능하다.Since the hydrogen storage metal is thinly spread in the vertical annular space 230 to provide a wide reaction area, it is possible to rapidly occlude hydrogen isotope flowing through the hydrogen isotope inlet pipe 500.

상기 수소저장금속으로 ZrCo, 감손우라늄, 우라늄금속, 티타늄, 팔라듐, ZrNi, ZiNixCoy(x=0.01~0.99,y=1-x), ZrNixCoyFez(x=0.01~0.99, y=0.01~0.99, z=0.01~0.99, x+y+z=1) 및 ZixHfyCo(x=0.01~0.99, y=1-x)를 사용하는 것이 바람직하나, ZrNi0 .3Co0 .7, ZrNi0 .2Co0 .7Fe0 .1, ZrNi0 .3Co0 .5Fe0 .2, Zr0 .5Hf0 .5Co 및 Zr0 .7Hf0 .3Co를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
ZrCo, depleted uranium, uranium metal, titanium, palladium, ZrNi, ZiNi x Co y (x = 0.01-0.99, y = 1-x), ZrNi x Co y Fe z (x = 0.01-0.99, y = 0.01 ~ 0.99, z = 0.01 ~ 0.99, x + y + z = 1) , and Zi x Hf y Co (x = 0.01 ~ 0.99, preferably one that uses y = 1-x), ZrNi 0 .3 Co 0 .7, ZrNi 0 .2 Co 0 .7 Fe 0 .1, ZrNi 0 .3 Co 0 .5 Fe 0 .2, Zr 0 .5 Hf 0 .5 Co and Zr Hf 0 .7 0 .3 Co More preferably.

상기 수소저장금속을 상술한 금속 및 합금으로 사용하는 이유는 상기 금속 및 합금은 활성화가 용이하고, 수소동위원소의 저장능력이 크며, 수소동위원소의 흡수속도 및 가열 시 수소동위원소의 방출속도가 크기 때문이다.The reason for using the hydrogen storage metal as the above-described metals and alloys is that the metals and alloys are easy to activate, have a large storage capacity for isotopes of hydrogen, absorption rates of hydrogen isotopes and release rates of hydrogen isotopes upon heating. Because of the size.

또한, 사용온도에 적합한 반응열을 가지고 있고, 수소동위원소의 흡수와 방출과정에서 평탄압력을 나타내는 Plateau 영역이 비교적 크며, 그 경사도가 작기 때문이다.In addition, the plateau region, which has a heat of reaction suitable for the operating temperature, exhibits a flat pressure during the absorption and release of hydrogen isotopes, is relatively large and its slope is small.

더불어, 수소동위원소의 반복적인 흡수와 저장에 따라 쉽게 열화 되지 않고 쉽게 재생이 가능하고, 불순가스에 대한 내피독성이 크며, 가격은 비교적 저렴하고 미분화가 작으며 내구성이 우수하기 때문이다.
In addition, due to repeated absorption and storage of hydrogen isotopes, it is not easily deteriorated and can be easily regenerated, and the endothelial toxicity to impurity gas is large, the price is relatively inexpensive, the micronization is small, and the durability is excellent.

상기 수소동위원소는 하기의 <반응식 1>과 같은 흡장 화학반응에 의하여 수소저장금속에 흡장되어 저장된다.
The hydrogen isotope is stored and stored in the hydrogen storage metal by the occluding chemical reaction as shown in <Reaction Scheme 1>.

<반응식 1><Reaction Scheme 1>

Figure 112011028031538-pat00001
Figure 112011028031538-pat00001

(여기서, M은 수소저장금속, Tn은 수소동위원소, MTn은 수소동위원소화금속)
Where M is a hydrogen storage metal, T n is a hydrogen isotope, and MT n is a hydrogen isotope metal)

상기 흡장 화학반응은 자발적 발열 반응이며, 광면적의 수직 환형 공간(230) 내에 파우더 형태로 얇게 펼쳐진 수소저장금속은 넓은 반응면적을 제공하므로 수소동위원소의 빠른 흡장이 가능하다. 따라서 수소동위원소의 신속한 회수 및 안전 저장이 가능하다.
The occlusion chemical reaction is a spontaneous exothermic reaction, and the hydrogen storage metal thinly unfolded in powder form in the vertical annular space 230 of the light area provides a wide reaction area, thereby enabling fast occlusion of the hydrogen isotope. Thus, rapid recovery and safe storage of hydrogen isotopes are possible.

상기 히터선(400)은 도시되지 않았지만 외부의 전원과 전선 피드쓰루 (electrical feed-through)를 통해 연결되며, 상기 내부용기(200)에 그루빙(grooving)되어 브레이징(brazing)으로 배치되며, 외부로의 열손실을 최소화하고 또한 수소동위원소의 누출을 방지하기 위해 상기 외부용기(100) 및 내부용기(200)에 대하여 피드쓰루(feed-through)로 처리되어 설치될 수 있다.
Although not shown, the heater wire 400 is connected through an external power source and an electric wire feed-through, and grooved in the inner container 200 to be brazed. In order to minimize the heat loss of the furnace and also to prevent the leakage of hydrogen isotopes, the outer container 100 and the inner container 200 may be processed and installed as feed-through.

상기 수소동위원소 유입관(500)은 상기 외부용기(100)와 내부용기(200)를 관통하는 관 형상으로 이루어지며, 외부의 수소동위원소를 상기 수직 환형 공간(230)으로 유입시킬 수 있다.The hydrogen isotope inlet pipe 500 may be formed in a tubular shape penetrating the outer container 100 and the inner container 200, and may introduce an external hydrogen isotope into the vertical annular space 230.

이때, 상기 수소동위원소 유입관(500)은 파우더의 아랫면에서 수소동위원소를 뿜어내도록 바닥면까지 길게 내려가도록 구성될 수 있다.
At this time, the hydrogen isotope inlet pipe 500 may be configured to go down to the bottom surface to discharge the hydrogen isotope from the lower surface of the powder.

상기 수소동위원소 배출관(600)은 상기 외부용기(100)와 내부용기(200)를 관통하는 관 형상으로 이루어지며, 상기 수직 환형 공간(230)의 탈장된 수소동위원소를 공급처로 배출시킬 수 있다.
The hydrogen isotope discharge pipe 600 is formed in a tubular shape penetrating the outer container 100 and the inner container 200, it is possible to discharge the hermetic hydrogen isotope of the vertical annular space 230 to the supply destination. .

상기 열차폐판(800)은 상기 외부용기(100)와 내부용기(200) 사이에 형성되어 열을 차단하고 수소동위원소의 누출을 방지하며, 표면이 은으로 도금되어 복사열 전달을 극소화시킬 수 있다.
The heat shield 800 is formed between the outer container 100 and the inner container 200 to block heat and prevent the leakage of hydrogen isotopes, and the surface is plated with silver to minimize radiant heat transfer.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기의 개략적인 제 2정면도이다.
Figure 2 is a schematic second front view of a quench hydrogen storage isotope container according to an embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기는 도 2에 도시된 바와 같이, 헬륨루프관(900)을 더 포함할 수 있다.
On the other hand, quenching hydrogen isotope storage container according to an embodiment of the present invention may further include a helium loop tube 900, as shown in FIG.

상기 헬륨루프관(900)은 상기 외부용기(100)와 내부용기(200)를 관통하여 상기 내부용기(200)에 브레이징(brazing)되어 구비되되, 상기 수직 환형 공간(230) 내의 수소동위원소를 계량하기 위해 헬륨기체가 내부로 유출입되며 순환된다.The helium loop tube 900 is brazed in the inner container 200 through the outer container 100 and the inner container 200, and the hydrogen isotope in the vertical annular space 230 is provided. Helium gas flows in and out to circulate for metering.

이때, 상기 헬륨루프관(900)은 상기 제 1원통관(210)과 제 2원통관(220)에 각각 별도로 구비될 수 있고, 도시되지 않았지만, 순환유속을 조절하기 위하여 순환펌프(미도시)와 유량조절계(미도시)가 사용될 수 있다.
At this time, the helium loop pipe 900 may be provided separately in the first cylinder pipe 210 and the second cylinder pipe 220, respectively, although not shown, a circulation pump (not shown) to adjust the circulation flow rate And flow controllers (not shown) may be used.

한편, 상기 헬륨루프관(900)은 도시되지 않았지만, 하나의 유입구가 유입 매니폴드에 의해 복수의 분기관과 연결되고 상기 복수의 분기관이 배출 매니폴드에 의해 하나의 배출구와 연결되는 구조로 형성되어 신속한 냉각 열전달을 할 수 있고, 복수의 다른 급냉식 수소동위원소 저장용기의 외부용기와 내부용기를 관통하는 헬륨루프관과 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
Meanwhile, although not shown, the helium loop tube 900 is formed in a structure in which one inlet is connected to a plurality of branch pipes by an inlet manifold and the plurality of branch pipes are connected to one outlet by a discharge manifold. This allows rapid cooling heat transfer and can be connected in series or in parallel with a helium loop tube that penetrates the outer and inner containers of a plurality of different quenched hydrogen isotope storage containers.

상술한 바와 같이, 상기 수소동위원소는 상기 수소동위원소 유입관(500)을 통해 상기 수직 환형 공간(230)으로 이동한 후 수직 환형 공간(230) 내의 수소저장금속에 흡장되어 수소동위원소화금속에 저장되고, 상기 헬륨기체에 의해 상기 수소동위원소화금속 내의 수소동위원소가 계량되며, 상기 히터선(400)을 이용한 가열에 의해 상기 수소동위원소화금속 내의 수소동위원소가 탈장되어 상기 수소동위원소 배출관(600)을 통해 공급처로 급속이송된다.
As described above, the hydrogen isotope is moved to the vertical annular space 230 through the hydrogen isotope inlet pipe 500 and then occluded in a hydrogen storage metal in the vertical annular space 230 to be a hydrogen isotope metal. Hydrogen isotope in the hydrogen isotope is metered by the helium gas, and the hydrogen isotope in the metal isotopically desorbed by heating using the heater wire 400 to the hydrogen isotope. The element discharge pipe 600 is rapidly transported to the supply source.

한편, 상기 수소동위원소화금속 내의 수소동위원소를 계량하기 위해 상기 수소동위원소화금속 내의 수소동위원소의 붕괴열을 측정하여 수소동위원소의 양을 측정할 수 있다.On the other hand, in order to measure the hydrogen isotope in the hydrogen isotope can be measured the amount of hydrogen isotope by measuring the heat of decay of the hydrogen isotope in the metal.

구체적으로, 상기 수소동위원소는 베타붕괴과정을 거치면서 0.324 watt/gram의 붕괴열을 발생시키는데, 상기 붕괴열을 측정하여 역으로 상기 수직 환형 공간(230) 내의 수소동위원소의 양을 역으로 계량할 수 있다.Specifically, the hydrogen isotope generates a decay heat of 0.324 watt / gram while undergoing a beta decay process, and by measuring the decay heat, the amount of hydrogen isotope in the vertical annular space 230 can be reversely measured. have.

즉, 상기 수직 환형 공간(230) 내의 수소동위원소 붕괴열은 상기 내부용기(200)에 설치된 상기 헬륨루프관(800)의 순환기체 입출구의 온도차와, 상기 순환기체의 유량 및 상기 순환기체의 비열로부터 하기의 [수학식 1]에 의해 계산될 수 있다.
That is, the heat of decay of hydrogen isotopes in the vertical annular space 230 is determined from the temperature difference of the circulating gas inlet and outlet of the helium loop tube 800 installed in the inner container 200, the flow rate of the circulating gas, and the specific heat of the circulating gas. It can be calculated by the following Equation 1.

Figure 112011028031538-pat00002
Figure 112011028031538-pat00002

(여기서, Q는 수소동위원소 붕괴열, m은 순환기체의 유량, CP는 순환기체의 비열, △T는 순환기체의 입출구의 온도차)
Where Q is the hydrogen isotope decay heat, m is the flow rate of the circulating gas, C P is the specific heat of the circulating gas, and ΔT is the temperature difference between the inlet and outlet of the circulating gas.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기(1)는 도시되지 않았지만, 열전대와, 헬륨기체 유량계측기와, 항온기와, 럽츄어 디스크(rupture disk)와, 수소동위원소 압력계측기 및 수소동위원소 유량계측기가 더 포함될 수 있다.
Meanwhile, although not shown, the quenched hydrogen isotope storage container 1 according to the embodiment of the present invention is a thermocouple, a helium gas flow meter, a thermostat, a rupture disk, and a hydrogen isotope pressure. Meter and hydrogen isotope flow meter may be further included.

상기 열전대(미도시)는 외부로의 열손실을 최소화하고 또한 수소동위원소의 누출을 방지하기 위해 상기 열차폐판(800)과 외부용기(100) 및 내부용기(200)에 피드쓰루(feed-through)로 체결되며, 상기 내부용기(200) 또는 헬륨루프관(900)에 연결되어 각 부위의 온도를 계측할 수 있다.
The thermocouple (not shown) feed-throughs to the heat shield 800 and the outer container 100 and the inner container 200 to minimize the heat loss to the outside and to prevent the leakage of hydrogen isotopes. It is fastened to the inner container 200 or helium loop tube 900 is connected to measure the temperature of each part.

상기 헬륨기체 유량계측기(미도시)는 상기 헬륨루프관(900)에 설치되어 상기 헬륨기체의 유량을 계측 및 기록하고, 과부하시 경보를 울릴 수 있다.
The helium gas flow meter (not shown) may be installed in the helium loop pipe 900 to measure and record the flow rate of the helium gas, and to alarm an overload.

상기 항온기(미도시)는 상기 헬륨루프관(900)에 설치되어 상기 헬륨기체를 설정된 온도로 가열 또는 냉각시켜 일정한 온도로 유입시킬 수 있다.The thermostat (not shown) may be installed in the helium loop tube 900 to heat or cool the helium gas to a predetermined temperature to introduce a constant temperature.

예를 들어, 상기 헬륨기체는 상기 항온기에 의해 상기 외부용기(100)의 설치환경 온도보다 다소 높은 35 ℃ 정도로 설정될 수 있다.
For example, the helium gas may be set to about 35 ℃ higher than the installation environment temperature of the outer container 100 by the thermostat.

상기 럽츄어 디스크(rupture disk,미도시)는 상기 수소동위원소 배출관(600)에 설치되어 상기 수소동위원소가 과압일 경우 상기 외부용기(100) 및 내부용기(200)를 보호할 수 있다.
The rupture disk (not shown) is installed in the hydrogen isotope discharge pipe 600 may protect the outer container 100 and the inner container 200 when the hydrogen isotope is overpressure.

상기 수소동위원소 압력계측기(미도시)는 상기 럽츄어 디스크(rupture disk)에 설치되어 상기 공급처로 급속이송되는 수소동위원소의 압력을 계측 및 기록하며, 설정온도에서 경보를 울릴 수 있다.
The hydrogen isotope pressure gauge (not shown) is installed on the rupture disk (rupture disk) to measure and record the pressure of the hydrogen isotope that is rapidly transported to the supply, it can be alarmed at the set temperature.

상기 수소동위원소 유량계측기(미도시)는 상기 수소동위원소 배출관(600)에 설치되어 상기 공급처로 급속이송되는 수소동위원소의 유량을 계측 및 기록할 수 있다.
The hydrogen isotope flow meter (not shown) may be installed in the hydrogen isotope discharge pipe 600 to measure and record the flow rate of the hydrogen isotope rapidly transported to the supply destination.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기를 이용한 가열 속도를 나타내는 그래프이다.
Figure 3 is a graph showing the heating rate using the quench hydrogen isotope storage container according to an embodiment of the present invention.

이하, 내부용기와 히터의 사양에 따른 내부용기의 가열속도 실험예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, a test example of the heating rate of the inner container according to the specifications of the inner container and the heater will be described in detail.

<실험예 1><Experimental Example 1>

ZrCo 금속 파우더로 수소를 저장할 경우에 대한 실험예는 다음과 같다. 탈장할 때 350 ℃(623 K)까지 가열하고, 흡장할 때 35 ℃(308 K)까지 냉각하는 경우, 가열 성능과 냉각성능은 다음과 같다. An experimental example for storing hydrogen as ZrCo metal powder is as follows. In the case of heating to 350 ° C. (623 K) when degassing and cooling to 35 ° C. (308 K) when occluding, heating and cooling performance are as follows.

일 예로 70 g의 수소를 저장하는 경우 ZrCo는 1.25 kg 필요하다. ZrCoH2의 밀도는 1.645 g/cm3 이므로, ZrCoH2의 부피는 760 cm3 이 된다. 따라서 내경이 146 mm, 외경이 166 mm 인 내부용기를 두께가 5 mm인 스테인리스 스틸로 제작한다.
For example, when storing 70 g of hydrogen, ZrCo needs 1.25 kg. Since the density of ZrCoH 2 is 1.645 g / cm 3 , the volume of ZrCoH 2 is 760 cm 3 . Therefore, an inner container with an inner diameter of 146 mm and an outer diameter of 166 mm is made of stainless steel having a thickness of 5 mm.

상기와 같은 사양으로 내부용기를 제작하고, 이에 18kW 사양의 히터로 열을 가하여 상기 내부용기가 가열되는 속도를 관찰하였다.The inner container was manufactured with the same specifications as above, and heat was applied to the heater of 18 kW to observe the rate at which the inner container was heated.

상기와 같은 내부용기에서의 고속 가열 결과는 도 3에 도시된 바와 같이, 18kW를 공급할 때, 4분간 달성된 온도를 나타낸다.The result of the high speed heating in such an inner container shows the temperature achieved for 4 minutes when supplying 18 kW, as shown in FIG.

즉, 내부용기는 약 2.7분 이내에 350 ℃에 도달하고, 또한 약 4분 만에 온도가 약 500 ℃에 도달하여 고속 가열이 달성됨을 확인하였다.
That is, it was confirmed that the inner container reached 350 ° C. within about 2.7 minutes, and the temperature reached about 500 ° C. in about 4 minutes, thereby achieving high speed heating.

토카막에의 원활한 수소동위원소 공급을 위해 수소동위원소화금속과 접촉하는 내부용기는 바람직하게는 10분 이내에 원하는 온도에 도달해야 한다.The inner vessel in contact with the hydrogen isotope metal for the smooth supply of hydrogen isotopes to the tokamak should preferably reach the desired temperature within 10 minutes.

상기 <실험예 1>을 통하여, 본 발명에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기는 상기 내부용기가 수분 이내에 350 ℃ ~ 500 ℃에 도달하므로 수소동위원소 저장공급용기로 적합함을 알 수 있다.Through the <Experimental Example 1>, it can be seen that the quenched hydrogen isotope storage container according to the present invention is suitable as a hydrogen isotope storage supply container because the inner container reaches 350 ~ 500 ℃ within a few minutes.

상기에서 목표 온도를 500 ℃로 한 것은 수소저장금속이 감손우라늄일 경우 약 400 ℃에서, ZrCo일 경우 약 350 ℃에서 수소동위원소가 탈장되는 사실에 기초한 것이다.
The target temperature of 500 ° C. is based on the fact that hydrogen isotopes are desorbed at about 400 ° C. for depleted uranium and at about 350 ° C. for ZrCo.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기를 이용한 냉각 속도를 나타내는 그래프이다.
Figure 4 is a graph showing the cooling rate using the quench hydrogen isotope storage container according to an embodiment of the present invention.

이하, 내부용기의 사양에 따른 내부용기의 냉각속도 실험예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, a test example of the cooling rate of the inner container according to the specification of the inner container will be described in detail.

<실험예 2><Experimental Example 2>

진공단열 용기인 외부용기에서 외부로 열이 전달되는 경로는 수소동위원소 유입관과, 수소동위원소 배출관과, 열사이펀 루프의 응축 액체 유입관 및 증발 기체 배출관을 통한 전도열전달 밖에 없다.The only heat transfer path from the outer container, which is a vacuum insulated container, to the outside is the conduction heat transfer through the hydrogen isotope inlet tube, the hydrogen isotope outlet tube, the condensed liquid inlet tube of the thermosiphon loop and the evaporation gas outlet tube.

열사이펀 루프의 응축부에서 증발부로 연결되는 응축 액체 유입관에 설치된 유동 조절 밸브를 열게 되면 열사이펀 루프가 정상적으로 작동하며, 뜨거운 내부용기의 열이 열사이펀 루프에 의해 대기 중으로 빠져나간다. 열사이펀 루프는 스테인리스 스틸 튜브의 내경이 4.57 mm, 외경이 6.35 mm, 길이가 300 mm이다.Opening the flow control valve installed in the condensed liquid inlet pipe connected from the condenser to the evaporator of the thermosiphon loop, the thermosiphon loop operates normally, and the heat of the hot inner container is discharged to the atmosphere by the thermosiphon loop. The thermosiphon loop has a stainless steel tube with an inner diameter of 4.57 mm, an outer diameter of 6.35 mm and a length of 300 mm.

상기와 같은 내부용기에서의 고속 냉각 결과는 도 4에 도시된 바와 같이, 40분간 달성된 냉각온도를 나타낸다.The high speed cooling result in the inner container as described above shows the cooling temperature achieved for 40 minutes, as shown in FIG.

즉, 내부용기는 초기 500 ℃로부터 약 39분 만에 온도가 약 250 ℃에 도달하여 고속 냉각이 달성됨을 확인하였다.
That is, it was confirmed that the inner container reached a temperature of about 250 ° C. in about 39 minutes from the initial 500 ° C., thereby achieving fast cooling.

토카막으로부터의 원활한 수소동위원소 회수를 위해 수소동위원소화금속과 접촉하는 내부용기는 바람직하게는 120분 이내에 원하는 온도에 도달해야 한다.The inner container in contact with the metal isotope of hydrogen should preferably reach the desired temperature within 120 minutes for smooth hydrogen isotope recovery from the tokamak.

상기 <실험예 2>를 통하여, 본 발명에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기는 상기 내부용기가 39분 이내에 250 ℃에 냉각되므로 수소동위원소 저장공급용기로 적합함을 알 수 있다.Through Experimental Example 2, it can be seen that the quenched hydrogen isotope storage container according to the present invention is suitable as a hydrogen isotope storage supply container because the inner container is cooled to 250 ° C. within 39 minutes.

상기에서 목표 온도를 250 ℃로 한 것은 수소저장 우라늄금속이 수소동위원소를 흡장하는 온도라는 사실에 기초한 것이다. 이때, 별도의 헬륨루프관을 이용하여 추가 냉각도 가능함은 물론이다.
The target temperature of 250 ° C is based on the fact that the hydrogen storage uranium metal occludes the hydrogen isotope. At this time, of course, additional cooling is also possible using a separate helium loop tube.

이상과 같이 본 발명에 따른 급냉식 수소동위원소 저장용기를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
As described above with reference to the drawings illustrating a quenched hydrogen isotope storage container according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, but within the technical scope of the present invention Of course, various modifications can be made by those skilled in the art.

1:수소동위원소 저장용기
100:외부용기 200:내부용기
210:제 1원통관 220:제 2원통관
230:수직 환형 공간 300:열사이펀 루프
310:응축부 320:증발부
330:응축 액체 유입관 331:유동 조절 밸브
340:증발 기체 배출관 400:히터선
500:수소동위원소 유입관 600:수소동위원소 배출관
700:수평 환형 유출방지필터 800:열차폐판
900:헬륨루프관
1: Hydrogen isotope storage container
100: outer container 200: inner container
210: first cylindrical clearance 220: second cylindrical clearance
230: vertical annular space 300: thermosiphon loop
310: condensation part 320: evaporation part
330: condensed liquid inlet pipe 331: flow control valve
340: evaporation gas discharge pipe 400: heater
500: hydrogen isotope inlet tube 600: hydrogen isotope outlet tube
700: horizontal annular outflow filter 800: heat shield plate
900: helium loop tube

Claims (25)

외부용기;
상기 외부용기 내에 위치되는 제 1원통관 및 상기 제 1원통관 내에 위치되는 제 2원통관을 포함하되 수직방향으로 장축이 위치되는 수직 환형 원통관으로 형성되는 내부용기;
상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 설치되되 상기 내부용기 내외부로 작동 유체를 순환시키는 열사이펀 루프;
상기 제 1원통관과 제 2원통관 사이에 형성된 수직 환형 공간에 구비되는 파우더 형태의 수소저장금속;
상기 외부용기와 내부용기 사이에 구비되되, 상기 내부 용기에 브레이징(brazing)되어 구비되는 히터선;
상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 설치되되 외부의 수소동위원소를 상기 수직 환형 공간으로 유입시키는 수소동위원소 유입관;
상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 설치되되 상기 수직 환형 공간 내의 수소동위원소를 공급처로 배출시키는 수소동위원소 배출관; 및
상기 외부용기와 내부용기 사이에 형성되어 열을 차단하고 상기 수소동위원소의 누출을 방지하는 열차폐판을 포함하되,
상기 수소동위원소는 상기 수소동위원소 유입관을 통해 상기 수직 환형 공간으로 이동한 후 수직 환형 공간 내의 수소저장금속에 흡장되어 수소동위원소화금속에 저장되고, 상기 히터선을 이용한 가열에 의해 상기 수소동위원소화금속 내의 수소동위원소가 탈장되어 상기 수소동위원소 배출관을 통해 공급처로 급속이송되며, 상기 열사이펀 루프를 순환하는 작동 유체의 냉각에 의해 상기 내부용기의 온도가 급속냉각되며,
상기 열사이펀 루프는,
상기 외부용기의 상부에 구비되는 응축부;
상기 내부용기 내에 구비되는 증발부;
상기 외부용기와 내부용기를 관통하며 상기 응축부와 증발부를 연결하되 상기 응축부 내의 응축 액체를 상기 증발부로 유입시키는 응축 액체 유입관; 및
상기 외부용기와 내부용기를 관통하며 상기 증발부와 응축부를 연결하되 상기 증발부 내의 증발 기체를 상기 응축부로 배출시키는 증발 기체 배출관을 포함하고,
상기 작동 유체는 상기 응축부에서 응축되어 상기 응축 액체 유입관을 통해 증발부로 유입되고, 상기 증발부에서 증발되어 상기 내부용기 내의 온도를 급냉시키며, 상기 증발 기체 배출관을 통해 상기 응축부로 배출된 후 상기 응축부에서 대기로 열을 방출하며 재응축되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
Outer container;
An inner container including a first cylindrical pipe located in the outer container and a second cylindrical pipe located in the first cylindrical pipe, wherein the inner container is formed of a vertical annular cylindrical pipe having a long axis in a vertical direction;
A thermosiphon loop installed through the outer container and the inner container to circulate a working fluid into and out of the inner container;
A hydrogen storage metal in powder form provided in a vertical annular space formed between the first cylinder tube and the second cylinder tube;
A heater wire provided between the outer container and the inner container and brazed in the inner container;
A hydrogen isotope inlet pipe installed through the outer container and the inner container to introduce an external hydrogen isotope into the vertical annular space;
A hydrogen isotope discharge pipe installed through the outer container and the inner container to discharge hydrogen isotopes in the vertical annular space to a supply source; And
Is formed between the outer container and the inner container includes a heat shield to block heat and prevent the leakage of the hydrogen isotope,
The hydrogen isotope is moved to the vertical annular space through the hydrogen isotope inlet pipe and then stored in a hydrogen storage metal in the vertical annular space and stored in the hydrogen isotope metal, and the water is heated by the heater wire. Hydrogen isotopes in the metal isotopic desorbed are rapidly transported to the supply through the hydrogen isotope discharge pipe, the temperature of the inner container is rapidly cooled by the cooling of the working fluid circulating the thermosiphon loop,
The thermosiphon loop is,
A condenser provided on an upper portion of the outer container;
An evaporator provided in the inner container;
A condensation liquid inlet pipe passing through the outer container and the inner container and connecting the condensation unit and the evaporation unit to introduce the condensation liquid in the condensation unit to the evaporation unit; And
And an evaporation gas discharge pipe passing through the outer container and the inner container and connecting the evaporator and the condenser, and discharging the evaporated gas in the evaporator to the condenser.
The working fluid is condensed in the condenser and introduced into the evaporator through the condensed liquid inlet pipe, evaporated in the evaporator to quench the temperature in the inner container, and discharged into the condenser through the evaporation gas discharge pipe. A quenching hydrogen isotope storage container, characterized in that the condensation unit releases heat to the atmosphere and is recondensed.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 응축 액체 유입관은 상기 응축부로부터 증발부로 유동되는 응축 액체의 유동을 조절하기 위해 상기 응축 액체 유입관을 개폐시키는 유동 조절 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
The condensed liquid inlet pipe further comprises a flow control valve for opening and closing the condensed liquid inlet pipe to control the flow of the condensed liquid flowing from the condenser to the evaporator.
제 1항에 있어서,
상기 응축부는 구리 재질로 이루어지고,
상기 증발부와, 응축 액체 유입관 및 증발 기체 배출관은 스테인리스 스틸 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
The condensation unit is made of a copper material,
The evaporator, the condensed liquid inlet pipe and the evaporation gas discharge pipe is a quenching hydrogen isotope storage container, characterized in that made of stainless steel.
제 1항에 있어서,
상기 외부용기와 내부용기를 관통하여 상기 내부용기에 브레이징(brazing)되어 구비되고 상기 수직 환형 공간 내의 수소동위원소를 계량하기 위해 헬륨기체가 내부로 유출입되며 순환되는 헬륨루프관을 더 포함하되,
상기 헬륨기체에 의해 상기 수소동위원소화금속 내의 수소동위원소가 계량되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
It further comprises a helium loop pipe that is provided through the outer vessel and the inner vessel brazing (brazing) in the inner vessel and helium gas flows in and out to circulate the hydrogen isotope in the vertical annular space,
And a hydrogen isotope in the hydrogen isotope is metered by the helium gas.
제 1항에 있어서,
상기 수직 환형 공간은 상부와 하부에 상기 수소저장금속의 유출을 방지하는 수평 환형 유출방지필터가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
The vertical annular space is quenched hydrogen isotope storage container, characterized in that the upper and lower horizontal annular outflow prevention filter is provided to prevent the outflow of the hydrogen storage metal, respectively.
제 6항에 있어서,
상기 수평 환형 유출방지필터는 소결 금속필터인 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method according to claim 6,
The horizontal annular outflow filter is a quenched hydrogen isotope storage container, characterized in that the sintered metal filter.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 수평 환형 유출방지필터는 상기 수직 환형 공간 내에 수평으로 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
8. The method according to claim 6 or 7,
The horizontal annular outflow prevention filter is quenched hydrogen isotope storage container, characterized in that a plurality of horizontal installation in the vertical annular space.
제 1항에 있어서,
상기 수직 환형 공간은 상부와 하부에 상기 수소저장금속의 유출을 방지하는 원통형 유출방지필터가 구비되되,
상기 원통형 유출방지필터는 원통형 소결 금속필터인 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
The vertical annular space is provided with a cylindrical outflow prevention filter for preventing the outflow of the hydrogen storage metal in the upper and lower,
The cylindrical outflow prevention filter is a quenched hydrogen isotope storage container, characterized in that the cylindrical sintered metal filter.
제 1항에 있어서,
상기 제 1원통관 또는 제 2원통관은 상기 수직 환형 공간 내의 열전달을 촉진시키는 열전달촉진핀이 설치되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
The first cylinder tube or the second cylinder tube is quenched hydrogen isotope storage container, characterized in that the heat transfer promoting pin is installed to promote heat transfer in the vertical annular space.
제 1항에 있어서,
상기 히터선은 상기 제 1원통관과 제 2원통관에 각각 별도로 구비되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
The heater wire is a quenched hydrogen isotope storage container, characterized in that provided separately in the first cylinder tube and the second cylinder tube.
제 5항에 있어서,
상기 헬륨루프관은 상기 제 1원통관과 제 2원통관에 각각 별도로 구비되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
6. The method of claim 5,
The helium loop pipe is a quenched hydrogen isotope storage container, characterized in that provided separately in the first cylinder pipe and the second cylinder pipe.
제 5항에 있어서,
상기 헬륨루프관은 하나의 유입구가 유입 매니폴드에 의해 복수의 분기관과 연결되고, 상기 복수의 분기관이 배출 매니폴드에 의해 하나의 배출구와 연결되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
6. The method of claim 5,
The helium loop pipe is a quench hydrogen storage container, characterized in that one inlet is connected to the plurality of branch pipes by the inlet manifold, the plurality of branch pipes are connected to one outlet port by the discharge manifold. .
제 5항에 있어서,
상기 헬륨루프관은 복수의 다른 수직형 수소동위원소 저장용기의 외부용기와 내부용기를 관통하는 헬륨루프관과 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
6. The method of claim 5,
The helium loop tube is quenched hydrogen isotope storage container, characterized in that connected in series or in parallel with the helium loop pipe passing through the outer container and the inner container of the plurality of different vertical hydrogen isotope storage container.
제 1항에 있어서,
상기 수소저장금속은 ZrCo, 감손우라늄, 우라늄, 티타늄, 팔라듐, ZrNi, ZiNixCoy(x=0.01~0.99,y=1-x), ZrNixCoyFez(x=0.01~0.99, y=0.01~0.99, z=0.01~0.99, x+y+z=1) 및 ZixHfyCo(x=0.01~0.99, y=1-x)로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
The hydrogen storage metal ZrCo, depleted uranium, uranium, titanium, palladium, ZrNi, ZiNi x Co y ( x = 0.01 ~ 0.99, y = 1-x), ZrNi x Co y Fe z (x = 0.01 ~ 0.99, y Quenching, characterized in that it is selected from the group consisting of = 0.01-0.99, z = 0.01-0.99, x + y + z = 1) and Zi x Hf y Co (x = 0.01-0.99, y = 1-x) Hydrogen isotope containers.
제 1항에 있어서,
상기 수소저장금속은 ZrNi0 .3Co0 .7, ZrNi0 .2Co0 .7Fe0 .1, ZrNi0 .3Co0 .5Fe0 .2, Zr0.5Hf0.5Co 및 Zr0 .7Hf0 .3Co로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
The hydrogen storage metal ZrNi 0 .3 Co 0 .7, ZrNi 0 .2 Co 0 .7 Fe 0 .1, ZrNi 0 .3 Co 0 .5 Fe 0 .2, Zr 0.5 Hf 0.5 Co and Zr 0 .7 quenching expression hydrogen isotope storage container, characterized in that selected from the group consisting of Hf 0 .3 Co.
제 1항에 있어서,
상기 열차폐판은 그 표면이 은으로 도금된 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
The heat shield plate is quenched hydrogen isotope storage container, characterized in that the surface is plated with silver.
제 5항에 있어서,
상기 내부용기, 수직 환형 원통관 또는 헬륨루프관에 연결되어 각 부위의 온도를 계측하는 열전대가 포함되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
6. The method of claim 5,
And a thermocouple connected to the inner vessel, the vertical annular cylindrical tube, or the helium loop tube to measure the temperature of each portion.
제 5항에 있어서,
상기 헬륨루프관에 설치되어 상기 헬륨기체의 유량을 계측 및 기록하고, 과부하시 경보를 울리는 헬륨기체 유량계측기가 포함되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
6. The method of claim 5,
And a helium gas flow meter installed in the helium loop pipe to measure and record the flow rate of the helium gas, and to alarm an overload alarm.
제 5항에 있어서,
상기 헬륨루프관에 설치되어 상기 헬륨기체를 설정된 온도로 가열 또는 냉각시켜 일정한 온도로 유입시키는 항온기가 포함되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
6. The method of claim 5,
The quench-type hydrogen isotope storage container is installed in the helium loop tube, characterized in that it comprises a thermostat for heating or cooling the helium gas to a predetermined temperature to flow into a constant temperature.
제 1항에 있어서,
상기 수소동위원소 배출관에 설치되어 상기 수소동위원소가 과압일 경우 상기 외부용기 및 내부용기를 보호하는 럽츄어 디스크(rupture disk)가 포함되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
And a rupture disk installed in the hydrogen isotope discharge pipe to protect the outer container and the inner container when the hydrogen isotope is overpressure.
제 21항에 있어서,
상기 럽츄어 디스크(rupture disk)에 설치되어 상기 공급처로 급속이송되는 수소동위원소의 압력을 계측 및 기록하며, 설정온도에서 경보를 울리는 수소동위원소 압력계측기가 포함되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
22. The method of claim 21,
Hydrogen isotopic pressure is installed on the rupture disk (rupture disk) to measure and record the pressure of the hydrogen isotope that is rapidly transported to the supply, and the hydrogen isotope pressure gauge that includes a hydrogen isotope pressure gauge that sounds an alarm at a set temperature Element storage container.
제 1항에 있어서,
상기 수소동위원소 배출관에 설치되어 상기 공급처로 급속이송되는 수소동위원소의 유량을 계측 및 기록하는 수소동위원소 유량계측기가 포함되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
And a hydrogen isotope flow meter installed in the hydrogen isotope discharge pipe to measure and record a flow rate of the hydrogen isotope rapidly transferred to the supply source.
제 1항에 있어서,
상기 외부용기와 내부용기 사이에 대류열전달을 감소시키는 고진공(High vacuum) 상태가 형성되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
A quenched hydrogen isotope storage container, characterized in that a high vacuum (High vacuum) state is formed between the outer container and the inner container to reduce convective heat transfer.
제 1항에 있어서,
상기 외부용기와 내부용기 사이에 대류열전달을 증가시키는 헬륨(He)이 포함되는 것을 특징으로 하는 급냉식 수소동위원소 저장용기.
The method of claim 1,
Quenching hydrogen isotope storage container, characterized in that helium (He) to increase the convection heat transfer between the outer container and the inner container.
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