本技術(shù)涉及儲(chǔ)氫裝置，具體涉及一種固態(tài)儲(chǔ)氫罐及集成式儲(chǔ)氫裝置。

背景技術(shù)：

1、氫能是一種清潔、高效、可再生的二次能源，然而氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸一直是制約氫能大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。氫氣儲(chǔ)存的安全性和經(jīng)濟(jì)性還存在較大的探索空間，當(dāng)下的儲(chǔ)氫方式主要有氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫，傳統(tǒng)的氣態(tài)儲(chǔ)氫和液態(tài)儲(chǔ)氫方式，存在壓力過高易爆的風(fēng)險(xiǎn)或要求的存儲(chǔ)條件極為苛刻，導(dǎo)致應(yīng)用范圍受限且成本高昂。固態(tài)儲(chǔ)氫方式以安全性好、體積儲(chǔ)氫密度大、放氫純度高的優(yōu)勢(shì)，在特定的應(yīng)用場(chǎng)合具有廣闊的市場(chǎng)前景，為氫能的推廣應(yīng)用帶來了新的契機(jī)。固態(tài)儲(chǔ)氫過程中會(huì)發(fā)生吸放氫熱效應(yīng)，影響儲(chǔ)氫合金的平臺(tái)壓，使充放氫過程難以充分持續(xù)進(jìn)行?，F(xiàn)有的強(qiáng)化傳熱措施主要分為翅片傳熱和換熱管導(dǎo)熱，如中國(guó)專利cn114883594a公開一種以帶翅片的固態(tài)儲(chǔ)氫罐為氫源的燃料電池叉車電源系統(tǒng)，其罐體內(nèi)部設(shè)置有若干換熱管，換熱管外有散熱翅片，雖能增大傳熱面積，但材料只能做到粉體裝填，成型材料裝填不具備便捷性；導(dǎo)氣管開設(shè)若干孔洞，過濾網(wǎng)位于導(dǎo)氣管上端容易導(dǎo)致孔洞堵塞，降低傳質(zhì)效率。再如中國(guó)專利cn117267601a公開一種內(nèi)部帶有換熱結(jié)構(gòu)的固態(tài)儲(chǔ)氫罐及其制備方法，其固態(tài)儲(chǔ)氫罐的換熱組件可拆卸，換熱管組通過瓶口深入瓶?jī)?nèi)部，并與固態(tài)儲(chǔ)氫材料接觸，雖然便于維修更換，但換熱管組結(jié)構(gòu)較為單一，換熱效果不明顯，且合金膨脹應(yīng)力會(huì)對(duì)傳熱翅片造成擠壓導(dǎo)致變形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種固態(tài)儲(chǔ)氫罐，其主要解決的是現(xiàn)有儲(chǔ)氫裝置的換熱效果不佳，影響充放氫速率的技術(shù)問題。

2、為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種固態(tài)儲(chǔ)氫罐，包括罐體，罐體內(nèi)沿軸向方向設(shè)有若干間隔排布的儲(chǔ)氫合金塊，且罐體中設(shè)有穿過各儲(chǔ)氫合金塊的換熱直管，換熱直管的兩端分別形成換熱流體介質(zhì)輸入口和換熱流體介質(zhì)輸出口，換熱流體介質(zhì)被配置為通過換熱流體介質(zhì)輸入口進(jìn)入到換熱直管中并與罐體內(nèi)的各儲(chǔ)氫合金塊進(jìn)行換熱后再由換熱流體介質(zhì)輸出口輸出，且罐體上設(shè)有連通罐體內(nèi)部腔體的導(dǎo)氣通道。

4、進(jìn)一步，各儲(chǔ)氫合金塊上均開設(shè)有與換熱直管的外徑相適配的軸向穿孔，各儲(chǔ)氫合金塊通過各自的軸向穿孔與換熱直管緊密穿套配合在一起。

5、進(jìn)一步，罐體內(nèi)設(shè)有多根依次穿過各儲(chǔ)氫合金塊的換熱直管。

6、進(jìn)一步，罐體內(nèi)部相鄰的兩儲(chǔ)氫合金塊之間均設(shè)有換熱隔層，各換熱隔層的兩側(cè)被配置為與相鄰的兩儲(chǔ)氫合金塊對(duì)應(yīng)的側(cè)面緊密貼合，且各換熱隔層上均開設(shè)有與換熱直管的外徑相適配的軸向穿孔，各換熱隔層通過各自的軸向穿孔與換熱直管緊密穿套配合在一起。

7、進(jìn)一步，罐體內(nèi)設(shè)有換熱筒，各儲(chǔ)氫合金塊和換熱隔層依次疊合嵌設(shè)于換熱筒內(nèi)，且各儲(chǔ)氫合金塊和換熱隔層的外周壁與換熱筒的內(nèi)周壁貼合配合。

8、進(jìn)一步，罐體包括中空的罐身和分別密封連接于罐身兩端的第一罐蓋和第二罐蓋，第一罐蓋和第二罐蓋的內(nèi)部分別形成有第一匯流腔和第二匯流腔，換熱直管的兩端被配置為分別與第一匯流腔和第二匯流腔相連通，且第一罐蓋和第二罐蓋上分別形成有與第一匯流腔導(dǎo)通的第一匯流接口和與第二匯流腔導(dǎo)通的第二匯流接口。

9、進(jìn)一步，導(dǎo)氣通道設(shè)置在第一罐蓋上，導(dǎo)氣通道與第一匯流腔相互獨(dú)立不互通，且在罐體內(nèi)部設(shè)有與第一罐蓋內(nèi)側(cè)相對(duì)應(yīng)的過濾件，過濾件的過濾精度為0.5～1um，厚度為0.5～5mm。

10、進(jìn)一步，第一罐蓋和第二罐蓋通過法蘭結(jié)構(gòu)分別與罐身的兩端進(jìn)行可拆卸連接。

11、進(jìn)一步，第一罐蓋上設(shè)有連通罐體內(nèi)部腔體的安全泄壓通道，安全泄壓通道與第一匯流腔相互獨(dú)立不互通，安全泄壓通道上安裝有用于調(diào)節(jié)罐體泄放壓力的泄壓閥。

12、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本實(shí)用新型還提供了一種集成式儲(chǔ)氫裝置，包括架體，在架體上安裝有以上任一所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐，且架體上設(shè)有若干與固態(tài)儲(chǔ)氫罐對(duì)應(yīng)設(shè)置的軸流防爆風(fēng)機(jī)。

13、上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：

14、本實(shí)用新型所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐及集成式儲(chǔ)氫裝置中，儲(chǔ)氫合金塊相比傳統(tǒng)的儲(chǔ)氫合金粉末，增大了儲(chǔ)氫材料的熱導(dǎo)率，使儲(chǔ)氫材料與換熱直管緊密貼合，克服了粉體熱導(dǎo)率低、容易細(xì)粉化的劣勢(shì)。且換熱直管結(jié)構(gòu)能確保在使儲(chǔ)氫合金材料與換熱管路充分接觸的前提下避免彎管疲勞失效的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)直管在成本和制造效率上具有較其他換熱結(jié)構(gòu)明顯的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種固態(tài)儲(chǔ)氫罐，其特征在于：包括罐體(1)，罐體(1)內(nèi)沿軸向方向設(shè)有若干間隔排布的儲(chǔ)氫合金塊(2)，且罐體(1)中設(shè)有穿過各儲(chǔ)氫合金塊(2)的換熱直管(3)，換熱直管(3)的兩端分別形成換熱流體介質(zhì)輸入口和換熱流體介質(zhì)輸出口，換熱流體介質(zhì)被配置為通過換熱流體介質(zhì)輸入口進(jìn)入到換熱直管(3)中并與罐體(1)內(nèi)的各儲(chǔ)氫合金塊(2)進(jìn)行換熱后再由換熱流體介質(zhì)輸出口輸出，且罐體(1)上設(shè)有連通罐體(1)內(nèi)部腔體的導(dǎo)氣通道(11)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐，其特征在于：各儲(chǔ)氫合金塊(2)上均開設(shè)有與換熱直管(3)的外徑相適配的軸向穿孔，各儲(chǔ)氫合金塊(2)通過各自的軸向穿孔與換熱直管(3)緊密穿套配合在一起。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐，其特征在于：罐體(1)內(nèi)設(shè)有多根依次穿過各儲(chǔ)氫合金塊(2)的換熱直管(3)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐，其特征在于：罐體(1)內(nèi)部相鄰的兩儲(chǔ)氫合金塊(2)之間均設(shè)有換熱隔層(4)，各換熱隔層(4)的兩側(cè)被配置為與相鄰的兩儲(chǔ)氫合金塊(2)對(duì)應(yīng)的側(cè)面緊密貼合，且各換熱隔層(4)上均開設(shè)有與換熱直管(3)的外徑相適配的軸向穿孔，各換熱隔層(4)通過各自的軸向穿孔與換熱直管(3)緊密穿套配合在一起。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐，其特征在于：罐體(1)內(nèi)設(shè)有換熱筒(5)，各儲(chǔ)氫合金塊(2)和換熱隔層(4)依次疊合嵌設(shè)于換熱筒(5)內(nèi)，且各儲(chǔ)氫合金塊(2)和換熱隔層(4)的外周壁與換熱筒(5)的內(nèi)周壁貼合配合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐，其特征在于：罐體(1)包括中空的罐身(12)和分別密封連接于罐身(12)兩端的第一罐蓋(13)和第二罐蓋(14)，第一罐蓋(13)和第二罐蓋(14)的內(nèi)部分別形成有第一匯流腔(131)和第二匯流腔(141)，換熱直管(3)的兩端被配置為分別與第一匯流腔(131)和第二匯流腔(141)相連通，且第一罐蓋(13)和第二罐蓋(14)上分別形成有與第一匯流腔(131)導(dǎo)通的第一匯流接口(132)和與第二匯流腔(141)導(dǎo)通的第二匯流接口(142)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐，其特征在于：導(dǎo)氣通道(11)設(shè)置在第一罐蓋(13)上，導(dǎo)氣通道(11)與第一匯流腔(131)相互獨(dú)立不互通，且在罐體(1)內(nèi)部設(shè)有與第一罐蓋(13)內(nèi)側(cè)相對(duì)應(yīng)的過濾件(6)，過濾件(6)的過濾精度為0.5～1um，厚度為0.5～5mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐，其特征在于：第一罐蓋(13)和第二罐蓋(14)通過法蘭結(jié)構(gòu)分別與罐身(12)的兩端進(jìn)行可拆卸連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐，其特征在于：第一罐蓋(13)上設(shè)有連通罐體(1)內(nèi)部腔體的安全泄壓通道(15)，安全泄壓通道(15)與第一匯流腔(131)相互獨(dú)立不互通，安全泄壓通道(15)上安裝有用于調(diào)節(jié)罐體(1)泄放壓力的泄壓閥。

10.一種集成式儲(chǔ)氫裝置，其特征在于：包括架體(7)，在架體(7)上固定安裝有若干權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的固態(tài)儲(chǔ)氫罐，且架體(7)上設(shè)有若干與固態(tài)儲(chǔ)氫罐對(duì)應(yīng)設(shè)置的軸流防爆風(fēng)機(jī)(8)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開一種固態(tài)儲(chǔ)氫罐及集成式儲(chǔ)氫裝置，包括罐體，罐體內(nèi)沿軸向方向設(shè)有若干間隔排布的儲(chǔ)氫合金塊，且罐體中設(shè)有穿過各儲(chǔ)氫合金塊的換熱直管，換熱直管的兩端分別形成換熱流體介質(zhì)輸入口和換熱流體介質(zhì)輸出口，換熱流體介質(zhì)被配置為通過換熱流體介質(zhì)輸入口進(jìn)入到換熱直管中并與罐體內(nèi)的各儲(chǔ)氫合金塊進(jìn)行換熱后再由換熱流體介質(zhì)輸出口輸出，且罐體上設(shè)有連通罐體內(nèi)部腔體的導(dǎo)氣通道。本技術(shù)的儲(chǔ)氫合金塊相比傳統(tǒng)的儲(chǔ)氫合金粉末，增大了儲(chǔ)氫材料的熱導(dǎo)率，使儲(chǔ)氫材料與換熱直管緊密貼合，克服了粉體儲(chǔ)氫材料熱導(dǎo)率低、容易細(xì)粉化的劣勢(shì)。

技術(shù)研發(fā)人員：廖圣平,李瑾瑜,陳榮洲,易思遠(yuǎn),江茂澤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門廈鎢氫能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240418
技術(shù)公布日：2024/12/19