專利名稱：雙層真空釬焊車用液化天然氣儲液罐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種天然氣儲存設備，具體涉及一種車用液化天然氣儲液罐。
背景技術：
隨著當今汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，人類目前所面臨著能源短缺、環(huán)境惡化的災難。以 汽、柴油為動力的機動車尾氣污染已成為我國各大中城市空氣污染的主要污染源，嚴重威 脅著城市人民的生活環(huán)境。用天然氣或煤層氣(CH4)替代汽油和柴油作為燃料為機動車輛 提供動力，可以大幅度降低尾氣污染物的排放量，是解決城市大氣污染的有效措施。液化天然氣(LNG)是天然氣的一種特殊存在狀態(tài)，是將天然氣凈化后通過冷卻而 成的低溫液體，主要成分為甲烷，在大氣壓力下，LNG的沸騰溫度約為-162°C。較低的沸騰 溫度要求液化天然氣在生產(chǎn)過程中要進行脫水、脫烴、脫硫、脫CO2等凈化處理，因此，與壓 縮天然氣相比，液化天然氣用作汽車燃料時更潔凈、更環(huán)保。國內(nèi)部分使用LNG公交車的城 市近幾年的運行數(shù)據(jù)顯示LNG公交車較同檔次柴油車節(jié)省能源23 33%。據(jù)文獻介紹， CO減少98%，HC減少70%，NO減少39%，CO2減少24%，SO2減少90%。同時由于甲烷的 辛烷值高達120以上，抗爆性能提高，并有效地降低了發(fā)動機噪音。由于天然氣價格一般在3. 2元/m3，而93#汽油價格在6. 46元/升，且一個立方的 天然氣，其熱值相當于1.13升93#汽油，因此價格比為1 2.28。以新疆某礦區(qū)使用情況 舉例，該礦區(qū)款式運輸車油耗45升/100公里，每車每天700公里，耗油315升，費用2034. 9 元。改用天然氣后，同樣的里程，耗油天然氣278. 76立方，費用892. 04元，每天可以節(jié)約 1142. 86元，按照年工作300天計算，可以節(jié)約342859. 39元，幾乎等同于一輛車的價格。液 化天然氣的價格，比天然氣價格略低，為天然氣價格的97%，幾乎相等。因此使用液化天然 氣，同樣可以節(jié)省大量運行成本。天然氣在車用上，主要有兩種形式，液化天然氣(LNG)和壓縮天然氣(CNG)。目前 使用較多的是壓縮天然氣。但是，由于壓縮天然氣的密度，主要依靠氣體的加壓壓縮來提 高，一般有25Mpa，20Mpa, 16Mpa,即使是25Mpa的氣罐，一般也僅能供汽車行駛130-150公 里。而液化天然氣氣化后體積為625倍，與2.5Mpa天然氣比，是其2.5倍。加注同樣容積 的液化天然氣，可以行駛350-450公里。因此，液化天然氣汽車，將得到長足的發(fā)展。而且，液化天然氣的儲存壓力一般在0. 05-0. 5Mpa,而壓縮天然氣則要25Mpa，因 此，液化天然氣儲存更加安全。罐體的重量也要比壓縮天然氣減少一半以上。液化天然氣 與壓縮天然氣，具有相同的物理和化學性質(zhì)，比重僅為空氣的1/5，燃燒當LNG泄漏時，會迅 速蒸發(fā)，并向上飄散，而不是像汽油或柴油那樣向下聚集。此外LNG蒸汽在空氣中的濃度要 達到5%以上才會燃燒，二不像柴油或汽油只要達到1. 4%，甚至0. 6%以上就會燃燒。加 之，LNG的起燃溫度要到540°C，遠高于柴油或汽油的220-225°C。因此，專家們認為，只要 了解了 LNG的性質(zhì)，并按照一定的安全規(guī)程去操作，它在使用時的安全性，比柴油或汽油還 要小。只要不是密閉空間，天然氣是不會爆炸的。從爆炸能量來分析，對于1個60L，盛裝壓 力為25MPa的CNG氣瓶，其產(chǎn)生的物理爆炸的能量為E 3. 085MJ ；2. 5個60L的CNG氣瓶的
3物理爆炸能量為7. 713MJ。如LNG氣瓶的有效容積60L，即，25. 56kg，安全裝置設定的最高 壓力P — 0. 9MPa(絕壓)，環(huán)境壓力Po — 0. IMPa0物理爆炸能量為1. 304M J0可以看出， 即使發(fā)生爆炸，LNG也要比CNG爆炸能量小很多，也就意味著，其損失會小很多。綜上所述，更為節(jié)能環(huán)保，使用安全性能更高的液化天然氣汽車，有著運行價格和 行駛里程等多方面優(yōu)勢，在越來越注重環(huán)保和安全的當今社會，具有非常廣闊的發(fā)展前景。 世界上已經(jīng)有相當數(shù)量的LNG汽車在運行，其中，美國占一半左右。日本是世界LNG最大進 口國，LNG汽車發(fā)展非常迅速。近幾年，我國也在引進LNG的基礎上進一步完善了 LNG汽車 技術。目前，在我國湛江、貴州、杭州、長沙、內(nèi)蒙古鄂爾多斯等地已有不少LNG公交車和出 租車在行駛。我國機動車動力燃料結構正在發(fā)生巨大而深刻的變化，向更加綠色、更加環(huán)保 的方向邁進。今后若干年內(nèi)，LNG汽車的迅速發(fā)展將是一個必然的趨勢。而與之配套的車 用液化天然氣儲液罐，是液化天然氣汽車必不可少的重要部件。據(jù)資料介紹，進口液化天然氣罐，儲量300升的價格一般在6萬元，國內(nèi)同樣的產(chǎn) 品，價格也要3. 25萬元，其主要的LNG汽車燃料系統(tǒng)主要由LNG燃料罐、連接管路、汽化裝 置、減壓裝置、安全裝置及控制系統(tǒng)等組成，LNG燃料罐是LNG車載燃料系統(tǒng)的核心部件，其 作用是儲存并供給燃料。當液化天然氣汽車工作時，燃料罐中的液態(tài)天然氣在自身壓力的 作用下，從液體排出管路中流出LNG燃料罐，經(jīng)燃料切斷閥和過流閥進入汽化器內(nèi)被加熱 汽化，供汽車使用。車用液化天然氣儲罐是一種低溫絕熱壓力容器，現(xiàn)有儲液罐為真空夾套結構，其 結構如附圖1所示包括加液管路1、內(nèi)罐體2、纏繞式保溫層3、抽真空空間4和外罐體5， 內(nèi)罐體用來儲存低溫液化天然氣，在其外壁纏有多層絕熱材料，具有超強的隔熱性能，同時 夾套(內(nèi)外罐體之間的空間)被抽成高真空，共同形成良好的絕熱系統(tǒng)。由此可見，現(xiàn)有液化天然氣儲液罐存在的技術難題是如何保證儲液罐的真空度。 但是，由于現(xiàn)有儲液罐的結構是多層纏繞的絕熱材料，再抽真空的方法。其多層絕熱材料是 一種由鋁和玻璃纖維，或鋁和其他高分子材料共同組成的箔狀復合材料，在真空環(huán)境里，其 中的有機成分會逐步釋放，因而使得真空環(huán)境不斷破壞，絕熱性能不斷下降，天然氣的蒸發(fā) 量不斷上升，經(jīng)濟性下降，安全隱患加重。雖然設計時，可使用吸附材料，但也只是起到減緩 氣體釋放的作用，不能徹底解決上述問題。LNG汽車系統(tǒng)維護難度最大、周期最長的是儲罐真空度維護。儲罐真空度維護分為 兩種方法，其一是把儲罐從車上拆下送往鋼瓶生產(chǎn)廠家進行真空維護，此方法能使儲罐達 到較高的真空度，但勞動強度大、周期長，需要拆裝和運輸儲罐，維護一次儲罐真空至少需 要30天時間，影響用戶車輛使用，實際操作起來顯然不是最快捷、經(jīng)濟的方法。北京LNG科 技示范站一直致力于儲罐現(xiàn)場真空度維護裝置的研究和開發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)成功研發(fā)出一套現(xiàn) 場抽真空裝置，該裝置不需要把車用液化氣瓶從車輛本體上拆下，維護一次儲罐真空也需 要7天時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種雙層真空釬焊車用液化天然 氣儲液罐。本發(fā)明采用的技術方案是一種雙層真空釬焊車用液化天然氣儲液罐，包括加液管路、內(nèi)罐體、反輻射屏、真空外殼、雙層真空空間和外罐體，所述外罐體內(nèi)設有內(nèi)罐體，所 述加液管路穿過外罐體伸入到內(nèi)罐體內(nèi)，所述外罐體與內(nèi)罐體之間設有真空外殼，真空外 殼與內(nèi)罐體之間設有反輻射屏，并使得該真空外殼與內(nèi)罐體之間形成雙層真空空間。作為優(yōu)選，所述真空外殼的材料為表面經(jīng)過磨光處理的奧氏體不銹鋼。作為優(yōu)選，所述真空外殼與外罐體之間設有絕熱泡沫填充層。使用真空釬焊結構的儲液罐，在真空釬焊過程中，真空度可以達到1 X IO-3Pa,釬焊 溫度達到iioo°c以上，由于高溫高真空，可將金屬材料表面殘存的水分、油污得到分解，通 過真空系統(tǒng)排出；易分解的金屬氧化物在高溫真空環(huán)境里，也會被還原為基體金屬。當溫度 降低到低溫使用環(huán)境下，其真空度不僅不會降低，還會進一步提高。在真空環(huán)境里，熱傳導僅以輻射的方式進行。我們使用的材料是奧氏體不銹鋼，表 面采用磨光處理，其輻射黑度僅為0. 074，具有很強的反射效果，因此可以極大地降低輻射 換熱，從而達到絕熱的效果。在真空罐體內(nèi)，設計增加了反輻射屏，采用真空蒸鍍工藝，可以 進一步降低輻射換熱到1/8以下。為了進一步提高罐體的絕熱效果，在內(nèi)罐體和外罐體之間，我們又設計了一層泡 沫填充層，采用了阻燃泡沫材料，既可以提高絕熱效果，還可以減少外殼表面與環(huán)境的溫 差，防止操作過程中對人體的傷害。泡沫材料還可以起到緩沖隔振的效果，保護內(nèi)罐體在車 輛發(fā)生撞擊時的安全。阻燃泡沫材料，在萬一發(fā)生燃燒的情況下，會形成具有焦炭皮結構的 發(fā)泡阻隔層，從而阻隔繼續(xù)燃燒。本發(fā)明的有益效果采用雙層真空釬焊的車用液化天然氣儲液罐，與原有罐體相 比，其日天然氣蒸發(fā)量，由原來的<2%，可提高到< 的水平。也就是說，可以延長儲存 天數(shù)一倍，或者，減少日蒸發(fā)量一半。而且，其最大的益處是，該罐體可以保證保持真空度不 變，長期使用，絕熱效果不變，不需要每兩年一次的真空維護，同時，安全性能也比原有罐體更高。


圖1為現(xiàn)有車用液化天然氣儲液罐結構示意圖；圖2為本發(fā)明的儲液罐結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明如圖2所示一種雙層真空釬焊車用液化天然氣儲液罐，包括加液管路1、內(nèi)罐體 2、反輻射屏6、真空外殼7、雙層真空空間8和外罐體5，所述外罐體5內(nèi)設有內(nèi)罐體2，所述 加液管路1穿過外罐體5伸入到內(nèi)罐體2內(nèi)，所述外罐體5與內(nèi)罐體2之間設有真空外殼 7，真空外殼7與內(nèi)罐體2之間設有反輻射屏6，并使得該真空外殼7與內(nèi)罐體2之間形成雙 層真空空間8。所述真空外殼7的材料為表面經(jīng)過磨光處理的奧氏體不銹鋼。所述真空外殼7與 外罐體5之間設有絕熱泡沫填充層9。
權利要求
一種雙層真空釬焊車用液化天然氣儲液罐，其特征在于包括加液管路(1)、內(nèi)罐體(2)、反輻射屏(6)、真空外殼(7)、雙層真空空間(8)和外罐體(5)，所述外罐體(5)內(nèi)設有內(nèi)罐體(2)，所述加液管路(1)穿過外罐體(5)伸入到內(nèi)罐體(2)內(nèi)，所述外罐體(5)與內(nèi)罐體(2)之間設有真空外殼(7)，真空外殼(7)與內(nèi)罐體(2)之間設有反輻射屏(6)，并使得該真空外殼(7)與內(nèi)罐體(2)之間形成雙層真空空間(8)。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙層真空釬焊車用液化天然氣儲液罐，其特征在于所述真 空外殼(7)的材料為表面經(jīng)過磨光處理的奧氏體不銹鋼。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙層真空釬焊車用液化天然氣儲液罐，其特征在于所述真 空外殼(7)與外罐體(5)之間設有絕熱泡沫填充層(9)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙層真空釬焊車用液化天然氣儲液罐，包括加液管路、內(nèi)罐體、反輻射屏、真空外殼、雙層真空空間和外罐體，所述外罐體內(nèi)設有內(nèi)罐體，所述加液管路穿過外罐體伸入到內(nèi)罐體內(nèi)，所述外罐體與內(nèi)罐體之間設有真空外殼，真空外殼與內(nèi)罐體之間設有反輻射屏，并使得該真空外殼與內(nèi)罐體之間形成雙層真空空間。本發(fā)明可以保證保持真空度不變，長期使用，絕熱效果不變，不需要每兩年一次的真空維護，同時，安全性能也比原有罐體更高。
文檔編號F17C3/08GK101943319SQ20101023564
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權日2010年7月23日
發(fā)明者吳一鵬 申請人:高郵市榮清機械電子有限公司