Сборник тезисов докладов IX Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2006

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Безопасность ядерных технологий»

Все доклады секции


ТЕХНОЛОГИИ СВЕРХДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ LH2

Малоземова Е.П.

Саровский государственный физико-технический институт

Гусев А.Л.

Научно-технический центр «ТАТА», Россия

Везироглу Т.Н.

University of Miami/Clean Energy Research Institute, USA

Хэмптон М.Д.

University of Central Florida, USA

Последние разработки высокотемпературных гелиевых реакторов, а также успехи в области развития метода плазменного электролиза позволяют оптимально производить большие количества водорода для использования в качестве вторичного энергоносителя. Большой проблемой является хранение жидкого водорода в течение длительного времени в централизованных хранилищах. Цель работы – разработка и исследование новых технологий и устройств, обеспечивающих сверхдлительное хранение жидкого водорода в криогенных емкостях. Основные потери криогенного продукта, как правило, связаны с перенасыщением по водороду встроенных криоадсорбционных устройств [1-3], температурной стратификацией жидкости [4], а также с механическими повреждениями конструкции резервуара [5].

Рисунок 1. Схема криогенного резервуара с встроенным криоадсорбционным насосом и иллюстрация процессов газовыделения и поглощения газов в теплоизоляционной полости [1-3]:

1 — наружный кожух;

2 — криогенная емкость с криоагентом;

3 — криоадсорбционный насос;

4 — химический патрон;

5 — испаритель криогенной жидкости;

6 — дренажный газовый клапан.

Способ низкотемпературной регенерации позволяет продлить срок межрегламентного периода встроенных криосорбционных насосов (КСН), снизить испаряемость жидкости и, тем самым, обеспечить увеличение времени хранения заданного количества водорода.

Интегральная дефектоскопия конструкции обеспечивает снижение риска возникновения аварийной ситуации и привлечение методов локальной дефектоскопии для более глубокого анализа повреждения.

Явление температурной стратификации ухудшает эксплуатационные характеристики резервуаров [4]. Принцип действия предложенного устройства основан на изменении формы замкнутого геометрического тела при изменении температуры жидкости, в которой оно находится. Периодическая трансформация устройства обеспечивает постоянное перемешивание криогенной жидкости. Это позволяет усилить преимущества бездренажного метода хранения за счет выравнивания температур между ядром и периферийными слоями.

Литература

1.              Гусев А.Л. Особенности процессов хранения и транспортировки больших количеств водорода. I. Низкотемпературная регенерация встроенных криоадсорбционных устройств крупных криогенных водородных резервуаров//Альтернативная энергетика и экология. 2002. №4. С. 56 - 68.

2.              Гусев А.Л., Малоземова Е.П. Заявка на предполагаемое изобретение «Портативный рекомбинатор водорода».

3.              Патент РФ №2022204. Криогенный резервуар и способ удаления водорода из его вакуумной полости. Гусев А. Л., Кудрявцев И. И., Кряковкин В. П., Куприянов В. И, Терехов А. С. – Заявл. 24.06.91., №4954398/26, опубл. БИ №20, 1994, МКИ F17C3/08.

4.              Патент РФ № 2091662. Устройство для хранения криогенной жидкости. Гусев А.Л., Рязанцев А.А., Кулик О.Л.,
Шванке Д.В., Телешевский В.С.- Заявл. 13.11.91., №5009277/26, опубл. БИ№26, 1997, МКИ F17C.

5.              Патент РФ№2109261. Способ дефектоскопии криогенного сосуда. Гусев А.Л., Гаркуша А.П., Куприянов В.И.,
Кряковкин В.П., Шванке Д.В.- Заявл. 27.02.96., № 96103913/28, опубл. 20.04.98., БИ №11, 1998, МКИ G01M3/28.