SU1732114A1

SU1732114A1 - Device for liquefied gas drianless storage

Info

Publication number: SU1732114A1
Application number: SU894751009A
Authority: SU
Inventors: Борис Оскарович Белорусец; Сергей Евгеньевич Калугин; Виктор Алексеевич Лисицын; Анатолий Сергеевич Николаев; Павел Дмитриевич Панченко; Вячеслав Николаевич Уткин
Original assignee: Балашихинское научно-производственное объединение криогенного машиностроения им.40-летия Октября
Priority date: 1989-10-23
Filing date: 1989-10-23
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Изобретение относитс к криогенной технике и предназначено дл повышени эффективности хранени и экономии жидких газов, преимущественно водорода, путем барботировани охлажденным водородом . Дл этого устройство снабжено двум переключающимис емкост ми, 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 емкост м, а друга полость - к барботеру и емкости. Жидкий водород, испар ющийс в сосуде, поглощаетс в емкост х, поддержива этим заданное давление в сосуде, а затем накопившийс водород из емкостей подаетс через вторую полость теплообменника в барботер и используетс дл борьбы с температурным расслоением жидкости в сосуде. 1 ил. (Л СThe invention relates to a cryogenic technique and is intended to increase the storage efficiency and to save liquid gases, preferably hydrogen, by sparging with cooled hydrogen. For this, the device is equipped with two switchable tanks filled with metal hydride and a two-way heat exchanger installed on the vapor discharge line from the vessel with liquid hydrogen, with one heat exchanger cavity connected to the line and to the tanks, and the other cavity to the bubbler and tank. Liquid hydrogen evaporating in the vessel is absorbed in the tanks, maintaining a predetermined pressure in the vessel, and then the accumulated hydrogen from the tanks is supplied through the second cavity of the heat exchanger to the bubbler and used to combat the temperature stratification of the liquid in the vessel. 1 il. (Ls

Description

Изобретение относитс к криогенной технике, в частности к хранению жидкого водорода, заполн ющего сосуды Дьюара, стационарные и перевозимые хранилища, при его бездренажном хранении.The invention relates to a cryogenic technique, in particular, to the storage of liquid hydrogen that fills Dewar vessels, stationary and transportable storages, during its drainage-free storage.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности и экономи водорода.The aim of the invention is to increase the efficiency and economy of hydrogen.

На чертеже показано предлагаемое устройство , продольный разрез.The drawing shows the proposed device, a longitudinal section.

Устройство состоит из криогенного сосуда 1, размещенного в его нижней части средства дл устранени 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 двум перекачивающимис емкост ми 5 и 6, заполненными гидридом металла 7. Емкости 5 и 6 могут быть расположены , например, на внешней оболочкеThe device consists of a cryogenic vessel 1 placed in its lower part of a means for eliminating stratification of a cryogenic liquid in the form of a bubbler 2, a pipeline 3 for discharge of vapor from the steam cavity of the vessel 1, a pipeline 4 for supplying and draining liquid hydrogen into the vessel 1. The device is equipped with two pumpable containers 5 and 6, filled with metal hydride 7. The containers 5 and 6 can be located, for example, on the outer shell

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 емкост м 5 и 6. Друга полость 10 теплообменника 8 по ходу соединена с емкост ми 5 и 6, а по выходу - с барботером 2. Лини , соедин юща 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.vessel 1. In the pipeline 3 for discharge of vapor from vessels 1, a two-cavity heat exchanger 8 is installed, one cavity 9 of which is connected to the pipeline 3 at the inlet and to the containers 5 and 6 at the outlet. The other cavity 10 of the heat exchanger 8 is connected to the containers 5 along the way and 6, and at the exit - with a bubbler 2. The line connecting the cavity 10 to the bubbler 2 is insulated. Mutual switching of the containers 5 and 6 is carried out with the help of the pipeline 11 with the valve 12, the pipeline 13 with the valve 14, the pipeline 15 with the valve 16 and the pipeline 17 with the valve 18. The tanks 5 and 6 have electric heaters 19 and 20.

Устройство работает следующим образом ,The device works as follows

При бездренажном хранении жидкости в сосуде 1 все вентили закрыты, кроме вентил , через который сбрасываютс пары изWhen drainage-free liquid is stored in vessel 1, all valves are closed, except for the valve through which vapors from

XJXj

СОWITH

юYu

ЈьЈ

сосуда 1 в одну из переключающихс емкостей 5 и 6, например открыт вентиль 16. Следовательно, емкость 5 подготовлена к поглощению водорода гидридом металла 7, и в нее подаютс пары водорода. Измене- ние содержани водорода в металлогидри- де приводит к изменению его магнитных свойств, что ведет к по влению сигнала, который с помощью усилител фиксируетс показывающим прибором (не показан), сила которого отградуирована в процентах от максимального количества водорода, поглощаемого гидридом (50-80%). По достижении в сосуде 1 заданного предельного давлени закрывают вентиль 16 и открыва- ют вентили 12 и 18, а дл протекани процесса десорбции в емкости 5 подвод т к гидриду металла 7 тепло с помощью нагревател 19. В результате водород из емкости 5 поступает в полость 10 теплообменника 8, охлаждаетс за счет теплообмена с отход щими 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 ро пузырей приводит к движению жидкости и ее перемешиванию , что позвол ет выравнивать температуру по всему объему жидкости. Это вызывает конденсацию паров и снижение давлени в сосуде 1. Изменение содержани водорода при его десорбции в емкости 5 также фиксируетс 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, причемvessel 1 to one of the switching tanks 5 and 6, for example, the valve 16 is opened. Consequently, the container 5 is prepared for the absorption of hydrogen by the metal hydride 7 and hydrogen vapor is fed into it. A change in the hydrogen content in the metal hydride leads to a change in its magnetic properties, which leads to the appearance of a signal, which is recorded with an amplifier by an indicating device (not shown), whose strength is calibrated as a percentage of the maximum amount of hydrogen absorbed by the hydride (50 80%). Upon reaching the predetermined limiting pressure in vessel 1, valve 16 is closed and valves 12 and 18 are opened, and in order for the desorption process to proceed in vessel 5, metal hydride 7 is supplied with heat by means of heater 19. As a result, hydrogen from vessel 5 enters cavity 10 the heat exchanger 8 is cooled by heat exchange with the hydrogen vapor outgoing from the steam cavity of the vessel 1 through the cavity 9 and entering the vessel 6 through the valve 18 and entering the bubbler 2, from where the gas flows into the liquid hydrogen. The movement of the po bubbles leads to the movement of the liquid and its mixing, which makes it possible to equalize the temperature throughout the entire volume of the liquid. This causes vapor condensation and a decrease in pressure in vessel 1. The change in the hydrogen content during its desorption in the tank 5 is also recorded by the indicating device. Thus, simultaneously with the mixing of the liquid in the vessel 1 due to the supply through the bubbler 2 cooled hydrogen vapor from the tank 5, hydrogen accumulates in the tank 6, and

охлаждение барботируемого водорода происходит в теплообменнике 8 путем теплообмена с парами, отход щими из паровой полости сосуда 1 и поступающими в емкость 6. По мере выдачи водорода из емкости 5 и накоплени его в емкости 6, последние переключаютс , дл чего закрывают вентили 12 и 18 и открывают вентили 14 и 16.The bubbling hydrogen is cooled in the heat exchanger 8 by heat exchange with the vapor leaving the steam cavity of the vessel 1 and entering the vessel 6. As hydrogen is released from the vessel 5 and accumulated in vessel 6, the latter are switched, closing valves 12 and 18 and open the valves 14 and 16.

Таким образом, применение изобретени позволит увеличить врем бездренажного хранени жидкого водорода в криогенном резервуаре, поддержива в нем заданное давление, а также эффективность хранени и уменьшить потери водорода путем барботировани в сосуд охлажденного водорода.Thus, the application of the invention will allow increasing the time of drainage-free storage of liquid hydrogen in a cryogenic tank, maintaining a predetermined pressure therein, as well as storage efficiency and reducing hydrogen loss by bubbling cooled hydrogen into the vessel.

Экономический эффект от применени изобретени определ етс увеличением вместимости резервуара в 1,3-1,5 раза.The economic effect of the application of the invention is determined by an increase in the capacity of the tank by 1.3-1.5 times.

Claims

Invention Formula

A device for the drainage-free storage of liquid gases, mainly hydrogen, containing a vessel, means for removing stratification in the form of a bubbler connected to the vapor source, and a vapor discharge pipeline, characterized in that, in order to increase the efficiency and efficiency of hydrogen, the vapor source is made in the form of two switching tanks with nozzles of metal hydride and a two-cavity heat exchanger, one cavity of which is connected by an inlet to a vapor discharge pipeline, and an outlet to a container, its other floor An inlet is connected to the tank, and an outlet to the bubbler.

-X