Способ хранения жидкого водорода

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфвз СеввтекиаСоциалнетнчееннкРеспублик пп 947563(22 Заявлено 01. 08. 80 (21) 29695 30/23-26с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Опубликовано 300782, Бюллетень Мо 28 1 М К з Р 17 С 3/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 300782Институт проблем машиностроения АН Украин ой,ССР(54) СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ЖИДКОГО ВОДОРОДА Изобретение относится к криогенной технике, в частности к способам хранения и транспортировки 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 11.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 123.Наиболее близким к предлагаемому является способ, включающий сжатие испаряющегося водорода в термосорбционном компрессоре путем нагревагидрида интерметаллического соедине-,ния, последуюцее охлаждение сжатоговодорода 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 уимеющейся энергоустановки. Это всвою очередь приводит к усложнениюи удорожанию хранения жидкого водорода на передвижных объектах.Цель изобретения - упроцение иудешевление способа хранения жидкоговодорода на передвижных и подвижныхобъектах, снабженных силовой установкой с тепловым двигателем.Для достижения укаэанной цели визвестном способе хранения жидкоговодорода, включающем сжатие испаряющегося водорода в термосорбционномкомпрессоре; нагрев гидрида интерметаллических соединений или металловосуцествляют теплом, выделяюцимсяпри работе двигателя, в том числеотработавшими газами или охлаждаюЗ 0 щей водой двигателя, а также тем, 947563,что в качестве гидридов используютсоединения 1,аМ 1 Нь, РеТ 1 Н,Известно, что йри работе двигателя в охлаждающую воду поступает 2035 тепла от сгорания топлива, атепло, уносимое с отработавшими газами, составляет 30-40 тепла топлива.При этом температура охлаждающейводы и отработавших газов двигателядостаточна для создания в термосорбционном компрессоре давления (более4,0-6,0 МПа), необходимого для ожи -жения водорода при помощи дросселирования.На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способахранения жидкОго водорода в установке для хранения.Установка включает криогенный сосуд 1, теплообменники 2 и 3, термосорбционный компрессор 4, тепловойдвигатель 5, предварительный теплообменник 6, азотную ванну 7, и дроссельное устройство 8.жидкий водород хранят в сосуде 1под давлением 0,2-0,4 МПа 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 следуюций теплообменник 3, откуда он при285-295 К попадает в термосорбционный компрессор 4, в котором повышаютдавление водорода до 4,5-6,0 МПа,используя энергию отработавших газов 35или охлаждающей воды теплового двигателя 5. После термосорбционного компрессора сжатый водород с температурой 410-425 К последовательно охлаждают в предварительном теплообменнике 6 и теплообменнике 3 до 140-150 Кхолодным испаряющимся водородом, в,азотной ванне 7 до 79-80 К жидкимазотом и в низкотемпературном теплообменнике 2 до 40-45 К парами испаряюцегося водорода, после чего в дросселирующем устройстве 8 дросселируют его в сосуд 1, тем самым осуществляя ожижение части газообразноговодорода.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 200- 300 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 изобретения1. 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 ц и й с я тем, что, с целью упрощения и удешевления способа хранения жидкого водорода, нагрев гидрида осуцествляют теплом, выделяюцимся при работе двигателя.2. Способ по п.1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что нагрев гидрида ведут отработавшими газами или охлаждающей водой двигателя.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что в качестве гидридов используют соединения 1,аИ Н, РеТ 1 Н.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Фастовский В.Г. и др. Криогенная техника. М., "Энергия", 1971,с.161.2. Ргосеей 1 щ ог где Роцг 1 Ь 1 пТегпаг.1 опа 1 Сгуодеп 1 с Ещепеег 1 щСопЕегепсе Е 1 пйЬоуеп, 24/26, вау,1972, р.122,3. Патент СССР Р 389667,кл.Р 25 В 15/02, 1969..4 лиал ППП "Патент", г.Ужгород роектн 5601/58 Тираж 539 ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра Помитета ССоткрытийкая наб., д