液氢无损储存技术小型试验结果及分析

搭建了液氢无损储存技术小型试验系统,对试验系统进行了实际运行。基于课题第一阶段研究所建立的关于试验系统的氢工质数学模型,参照实际运行条件进行了数值仿真并与实际运行结果进行了对比。仿真结果与实际运行结果在压力变化趋势方面是一致的,但在变化速率方面表现出较大的差异。系统运行结果显示,液氢可以在系统内实现长时间无放空储存,证实了液氢无损储存技术的可行性。

液氢无损储存系统的最新研究进展

氢的高效、安全储存和输运是氢能发展的主要瓶颈之一。针对液氢储存中存在的蒸发损失问题,介绍了液氢无损储存的概念,并从被动技术和主动技术两方面分类综述了液氢无损储存系统的研究现状。借鉴其它低温液体的无损储存方案,提出利用低温制冷机对大型液氢储槽内蒸发气体进行集中再冷凝的构想。

液氢贮箱零蒸发数值模拟与分析

采用CFD技术,对处于微重力下的零蒸发(ZBO)液氢贮箱内采用喷嘴棒强迫混合的流场进行稳态数值模拟,建立了二维轴对称模型,预测了在不同几何参数下贮箱内温度场及速度场分布情况。研究表明,喷嘴棒伸入贮箱长度、入口直径等因素均会对系统内温度场产生影响。贮箱内平均温度和最大温度随喷嘴棒长度和入口直径的增大而减小,而喷口直径对贮箱内温度场影响不明显。由上述可以看出,通过增大入口直径、选择合适的喷嘴棒伸入长度,可以改善系统性能。

液氯零库存实施方案

陕西金泰氯碱化工有限公司多年来持续探索降低液氯产量的方法,先后通过加强生产管控、增加氯乙烯尾气回收装置、增加电解水制氢装置、调整氯气和氢气分配方式、增加液氯汽化装置,达到了生产平稳情况下液氯零产量、正常生产期间液氯保持零库存的目的,降低了液氯储存及销售过程中的风险,同时创造了良好的经济效益。

烧碱装置实现液氯零库存的工艺改造

介绍了陕西金泰氯碱化工有限公司生产过程中液氯的产生途径。给出液氯汽化工艺流程。提出利用液氯汽化装置产生的氯气与系统富余的氢气在合成炉内燃烧生产氯化氢,以实现液氯零库存,进一步降低生产过程中的安全风险。

液氢零蒸发储存系统研究现状与展望

液氢储能密度大,应用前景广泛,实现零蒸发储存是液氢储存的目标。介绍了过热蒸气模型、两相流三维理论模型和三区模型等五种典型的理论模型。通过对模型的分析,总结了模型的发展方向主要为大型液氢储罐热分层和自增压现象的理论研究。分析了目前液氢零蒸发储存系统的关键技术,包括被动热防护技术、主动热防护技术和压力控制技术三个方面,指出了绝热材料性能、20 K温区制冷机效率和蒸气冷屏(VCS)为重要的发展方向。对国内外液氢零蒸发储存系统的发展进行了系统性的概述,分析了不同液氢零蒸发储存系统的实验结果,以及特点和不足。最后针对液氢零蒸发储存系统的发展提出了展望。

氢无损储存系统研究与设计

针对氢燃料在动力系统中的应用需求,从氢储存和氢增压输送两个方面,综述氢燃料储存的研究现状,探讨氢储存原理、输送方案、适用装置、各自优缺点以及安全控制手段,比较几种无损安全设计方案。依据氢无损储存系统设计要求而设计的液氢储罐,包括储箱形状设计、绝热结构选择、支撑结构设计、防晃设计、强度设计等,进行较为综合的比较与分析;并利用CFD内嵌模块对储罐的传热和强度进行数值计算,评估其低温绝热结构的保冷效果;根据承受载荷,对低温条件下的储罐载荷进行强度计算,分析应力应变特性;最后,进行实验验证该储罐保证热流密度小于1.4 W/m^(2)的无损储存的设计要求。

液氢无损储存回热式热驱动制冷机的数值模拟

本文针对液氢储罐零蒸发需求,利用SAGE软件对300 W@20 K回热式热驱动制冷机系统开展了模拟计算和优化设计,验证了双效自由活塞斯特林制冷机和热声驱动脉管制冷机两种方案用于液氢无损储存系统的可行性。结果表明,在平均压力5 MPa,工作频率50 Hz,加热温度500℃的工况下,双效自由活塞斯特林制冷机的整机[火用]效率可达到19.4%,而热声驱动脉管制冷机为14.3%。但斯特林系统由于采用定参数谐振活塞耦合,难以实现多工况匹配,导致其对平均压力、加热温度等运行参数的变化十分敏感。相比之下,热声系统完全无运动部件,具有极佳的工况适应性,因此热声驱动脉管制冷机系统在液氢无损储存应用领域将是一种颇具潜力的解决方案。