專利名稱：儲氫合金除氫長效熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)熱交換設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用作熱交換的儲氫合金除氫 長效熱管。
背景技術(shù)：
以鋼或不銹鋼作為管殼材料、以水為工質(zhì)的鋼-水熱管(包括重力式、帶吸液芯 式、離心式、電動力式等各種鋼_水熱管)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)熱交換設(shè)備，在使用過程中產(chǎn)生 不凝結(jié)氣體-氫。在普通鋼-水熱管中水對鋼發(fā)生電化學(xué)腐蝕，析出氫氣。熱管運行時，不 凝氣體氫沖向冷凝段，構(gòu)成停滯的氣體區(qū)，這時傳熱主要靠傳導(dǎo)，比正常冷凝傳熱慢得多， 這樣停滯氣體區(qū)就不能再正常工作，相當(dāng)于熱管被縮短，從而削弱了熱管總的軸向熱流量。 如果氫的數(shù)量或工作壓力達到一定數(shù)值，整個冷凝段完全處于停滯區(qū)，熱管停止工作而失 效。對于鋼-水熱管，存在化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)，這是一種不可避免的金屬腐蝕過程，只 能抑制或延緩，而不可能消除。目前已研制了多種消除熱管中的氫氣以延長熱管壽命的方法。一種是加入緩蝕 劑，其控制腐蝕的機理是促進了電池的極化。熱管中工質(zhì)水對碳鋼發(fā)生電化學(xué)腐蝕是陽極 過程，因而熱管中使用的是陽極型緩蝕劑，理論上它能促進陽極的鈍化(如鉻酸鹽)或陽極 成膜(如磷酸鹽)而使陽極過程減慢。實際上緩蝕劑在解決鋼水不相容性還是有限的，因 為緩蝕劑一般不具有揮發(fā)性，熱管工作時水蒸發(fā)時攜帶量很少，蒸汽在冷端凝結(jié)成純水便 失去緩蝕劑保護，而實際應(yīng)用中熱管冷端的電化學(xué)腐蝕尤為嚴重。另一種是氧化法除氫，在 熱管中放置可把氫氣氧化還原成水的固體氧化劑，從原理上看，標(biāo)準(zhǔn)電極電位為正值的元 素氧化物均能與氫起氧化還原反應(yīng)生成水。雖然此方法對消除氫氣有較好的效果，但由于 放入熱管中的氧化劑量總是有限的，氧化劑消耗完了，也就失去除氫的效果。還有一種滲透 除氫法在熱管冷凝段端部裝上鈀管，讓所產(chǎn)生的氫氣隨時滲透出去。這種方法由于使用大 量的貴金屬鈀，實用意義不大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能在各種條件下長期有效地消除熱管中的氫氣的儲 氫合金長效熱管。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下的技術(shù)方案本發(fā)明包括一個鋼質(zhì)管殼，其內(nèi)裝有工質(zhì)水，在熱管的冷端內(nèi)側(cè)加入一般式為 RNiaAlbMnc (a、b、c為摩爾數(shù))的儲氫合金，其中R選自鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd或混合稀土 金屬，4. 0 彡 a 彡 4. 7,0. 3 彡 b 彡 0. 7，5. 1 彡 a+b+c 彡 5. 5。所述混合稀土金屬為稀土礦中提取出含有鑭、鈰、鐠、釹及少量釤、銪、釓混合的氧 化物或氯化物經(jīng)熔鹽電解制出的金屬，如富鈰混合稀土金屬、富鑭混合稀土金屬等。一般式為RNiaAlbMn。儲氫合金是A1和Mn部分替代LaNi5的Ni元素。LaNi5合金 是AB5型儲氫合金的典型代表，A1對Ni的部分替代可以降低儲氫合金的平衡氫壓，使氫化物穩(wěn)定性提高；Mn對Ni的部分替代也可以降低儲氫合金的平衡壓力，降低儲氫合金性能對 溫度的敏感性。在熱管的冷端管體外設(shè)置密封環(huán)，RNiaAlbMnc儲氫合金位于冷端管堵和密封環(huán)之 間。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，利用一般式為RNiaAlbMn。儲氫合金吸收鋼-水熱管使用中產(chǎn)生 的不凝氣體-氫氣，保證熱管長期穩(wěn)定地工作，在熱管被腐蝕破損之前保持良好的傳熱性 能，從而大大延長熱管的有效壽命。


圖1是本發(fā)明儲氫合金除氫長效熱管的剖視圖。附圖標(biāo)價說明管殼1，工質(zhì)2，儲氫合金3，多孔支撐體4，密封環(huán)具體實施例方式下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。如圖1所示，本發(fā)明熱管具有管殼1，其內(nèi)裝有工質(zhì)2。在熱管的冷端管體外設(shè)置 密封環(huán)5，儲氫合金3位于多孔支撐體4和密封環(huán)5之間。實施例1本實施例是普通型的儲氫合金除氫鋼-水熱管。熱管具有鋼質(zhì)外殼1，管內(nèi)密封的 工質(zhì)2是水，熱管的上端內(nèi)側(cè)的儲氫合金3是LaNiuAh^Mn^，該儲氫合金40°C的儲氫坪 壓為 0. 034MPa。實施例2本實施例是普通型的儲氫合金除氫鋼_水熱管。熱管具有鋼質(zhì)外殼1，管內(nèi)密封的 工質(zhì)2是水，熱管的上端內(nèi)側(cè)的儲氫合金3是LaNiuAl^Mr^j，該儲氫合金40°C的儲氫坪 壓為 0. 030MPa。實施例3 本實施例是普通型的儲氫合金除氫鋼_水熱管。熱管具有鋼質(zhì)外殼1，管內(nèi)密封的 工質(zhì)2是水，熱管的上端內(nèi)側(cè)的儲氫合金3是LaNiuAlu^r^j，該儲氫合金40°C的儲氫坪 壓為 0. 045MPa。實施例4本實施例是普通型的儲氫合金除氫鋼-水熱管。熱管具有鋼質(zhì)外殼1，管內(nèi)密封的 工質(zhì)2是水，熱管的上端內(nèi)側(cè)的儲氫合金3是LaNiuAl^Mr^，該儲氫合金40°C的儲氫坪 壓為 0. 035MPa。實施例5本實施例是普通型的儲氫合金除氫鋼-水熱管。熱管具有鋼質(zhì)外殼1，管內(nèi)密封 的工質(zhì)2是水，熱管的上端內(nèi)側(cè)的儲氫合金3是MmNi4.5AlQ.35Mna45，其中Mm為24. 3wt% La、 57. 2wt% Ce、5. lwt% Pr、ll. 5wt% Nd和0. 9wt%雜質(zhì)組成的富鈰混合稀土金屬，該儲氫合 金40°C的儲氫坪壓為0. 032MPa。實施例6
本實施例是普通型的儲氫合金除氫鋼-水熱管。熱管具有鋼質(zhì)外殼1，管內(nèi)密封 的工質(zhì)2是水，熱管的上端內(nèi)側(cè)的儲氫合金3是MlNiuAlc^Mn。^，其中Ml為48. 2wt% La、 5. lwt% Ce、10. 5wt% Pr、35. 2wt% Nd和1 丨％雜質(zhì)組成的富鑭混合稀土金屬，該儲氫合金 40°C的儲氫坪壓為0. 030MPa。
權(quán)利要求
一種儲氫合金除氫長效熱管，包括一個鋼質(zhì)管殼，其內(nèi)裝有工質(zhì)水，其特征在于在熱管的冷端內(nèi)側(cè)加入一般式為RNiaAlbMnc的儲氫合金，其中R選自鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd或混合稀土金屬，a、b、c為摩爾數(shù)，4.0≤a≤4.7，0.3≤b≤0.7，5.1≤a+b+c≤5.5。
2.按權(quán)利1要求所述的儲氫合金除氫長效熱管，其特征在于熱管的冷端管體外設(shè)置密 封環(huán)，所述儲氫合金RNiaAlbMn。位于冷端管堵和密封環(huán)之間。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種能在各種條件下長期有效地消除熱管中的氫氣的儲氫合金長效熱管。包括一個鋼質(zhì)管殼，其內(nèi)裝有工質(zhì)水，其特征在于在熱管的冷端內(nèi)側(cè)加入一般式為RNiaAlbMnc(a、b、c為摩爾數(shù))的儲氫合金，其中R是鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、混合稀土金屬，4.0≤a≤4.7，0.3≤b≤0.7，5.1≤a+b+c≤5.5。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，利用一般式為RNiaAlbMnc儲氫合金吸收鋼-水熱管使用中產(chǎn)生的不凝氣體-氫氣，保證熱管長期穩(wěn)定地工作，在熱管被腐蝕破損之前保持良好的傳熱性能，從而大大延長熱管的有效壽命。
文檔編號F28D15/02GK101852565SQ20101017530
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者羅偉民, 郭常青, 閆常峰 申請人:中國科學(xué)院廣州能源研究所