[發明專利]基于金屬儲氫原理的儲氫罐

有效

• 申請號: 201110319543.6
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102401233A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 許斌
• 申請（專利權）人: 林德工程(杭州)有限公司
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00;F17C13/00
• 代理公司: 杭州金源通匯專利事務所(普通合伙) 33236
• 代理人: 林君勇

技術領域

本發明涉及一種儲氫罐，尤其涉及一種安全性好，儲氫密度高的基于金屬儲氫原理的儲氫罐。

背景技術

隨著石油，天然氣等傳統能源的開發使用，由此帶來的環境污染也是日益嚴重，同時由于石油，天然氣等傳統能源的存貯是有限的，因此新型能源的開發及應用是全人類所面臨的一個課題。氫氣作為自然界中最普遍的元素，資源可以說無窮無盡，它具有熱值高，無污染等優點。氫的儲存是氫能利用的重要環節，現有的儲氫方法一般分為氣態儲氫和液態儲氫，氣態儲氫是將氫氣貯存在高壓鋼瓶內，儲氫密度低且安全性差；而液態儲氫一般應用于航空航天等重大項目中，由于氫氣需要冷卻至-253℃左右才能液化，能耗高，同時對儲罐的絕熱性能要求更高，上述問題都制約了氫能的廣泛應用。隨著儲氫合金的應用，氫氣即可以以原子或氫化物的形式儲存在儲氫合金內，具有儲氫密度高，儲存容器的耐高壓和絕熱性能要求相對較低，安全性好等優點成為氫氣儲存的一種潛在的理想方式。

發明內容

本發明主要是提供了一種安全性好，儲氫密度高的基于金屬儲氫原理的儲氫罐，解決了現有技術中存在的氫儲存安全性差，能耗大，儲氫密度低等技術問題。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種基于金屬儲氫原理的儲氫罐，包括壓力儲罐及設于壓力儲罐上的氫氣輸入口和氫氣輸出口，在氫氣輸入口上設有輸入端控制閥，氫氣輸出口上設有輸出端控制閥，在所述壓力儲罐內填充有若干粉末狀的儲氫合金，在儲氫合金內埋設有若干條加熱管束，所述加熱管束穿插固定在翅片組上并與壓力儲罐外的電加熱器電源相連，在對應于加熱管束周邊的翅片組上設有冷卻水管，所述冷卻水管的兩端延伸至壓力儲罐外與冷卻水系統相連，所述電加熱器電源、輸入端控制閥及輸出端控制閥連接在控制系統上。裝置利用儲氫合金的儲氫原理，即氫氣可以以原子或氫化物的形式儲存在儲氫合金內，將粉末狀的儲氫合金存貯在一個密閉的壓力儲罐內，在儲氫合金內埋設加熱管束，加熱管束的周圍又設置若干冷卻水管，為了提高傳熱效率及固定加熱管束和冷卻水管，二者均穿插固定在翅片組上，由于儲氫合金吸氫時，由于反應會放熱，冷卻水用于儲氫合金吸氫放熱時降溫，儲氫合金逆向釋放氫氣時開啟電加熱器電源對加熱管束加熱，且加熱和冷卻過程通過控制系統自動控制，相對傳統的液態儲氫和氣態儲氫方法穩定性和安全性更好，儲氫密度更高。

作為優選，所述翅片組包括若干個等距排列的翅片，所述翅片的形狀與壓力儲罐的橫截面形狀一致并沿壓力儲罐的軸線方向水平排列，所述加熱管束垂直穿插在翅片上并沿翅片表面均布。確保儲氫合金加熱及冷卻均勻。

作為優選，所述冷卻水管為一體式連接，所述冷卻水管在翅片組的頂面與底面間呈蛇形彎折，且冷卻水管在翅片表面均布。蛇形彎折的一體式冷卻水管固定方式可靠，便于安裝，冷卻水管在翅片表面均布時，確保翅片受熱及冷卻均勻，使儲氫合金均勻加熱及降溫。

作為優選，在所述壓力儲罐上至少設有四個溫度傳感器，所述溫度傳感器連接在控制系統上，其中的三個溫度傳感器設于壓力儲罐上，且在儲氫合金的填充高度范圍內均布，另一個溫度傳感器安裝在冷卻水管的出口管路上。在壓力儲罐內對應于儲氫合金的填充高度范圍內均勻設置三個溫度測點，即可通過控制系統的界面實時監視壓力儲罐內的溫度變化，每個溫度測點都會有高溫報警和超高溫聯鎖關電加熱器電源的保護，中間位溫度測點的溫度信號進入控制系統，通過溫度控制器輸出控制信號給電加熱器電源，并調節電加熱器電源功率來達到設定的加熱溫度；通過在冷卻水管的出口管路上設置一個溫度測點，可以監控冷卻水回水溫度并具有溫度高報警功能。

作為優選，在對應于儲氫合金上方的壓力儲罐上設有過壓排放閥和壓力傳感器，所述壓力傳感器通過控制系統與過壓排放閥相連。壓力儲罐頂部的壓力測點可通過控制系統實時監測壓力儲罐內的壓力，壓力傳感器上的壓力信號進入控制系統后輸出信號給過壓排放閥，通過調節過壓排放閥的開度來保持儲罐壓力為設定值。且有高壓報警和低壓報警，及壓力過高聯鎖和壓力過低聯鎖，壓力過高聯鎖會強制開啟過壓排放閥，同時強制關閉氫氣輸入口上的輸入端控制閥；壓力過低聯鎖則會強制關閉氫氣輸出口上的輸出端控制閥和過壓排放閥，在特殊情況下，也可以通過設置手動排放閥來控制壓力儲罐內的壓力。

作為更優選，在所述壓力儲罐上設有安全閥，所述過壓排放閥和安全閥的排放口連接在阻火器上。儲罐上安裝有安全閥，安全閥設定壓力需根據所用儲氫合金材料來確定。如果壓力儲罐出現超壓時，安全閥會起跳將壓力釋放。安全閥和過壓排放閥的泄壓管線合并后經過阻火器后可實現氫氣的安全排放。