一種用于儲存低溫液體的立式容器的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種用于儲存低溫液體的立式容器，包括一個具有密封腔體的外殼、以及安裝于所述腔體內(nèi)的用于儲存低溫液體的內(nèi)膽和用于儲存液氮的冷源容器，所述內(nèi)膽的外側(cè)包覆有液氮冷屏，所述液氮冷屏上設(shè)置有液氮冷卻管，所述液氮冷卻管和冷源容器之間連通構(gòu)成液氮循環(huán)回路。本發(fā)明立式容器主要采用真空多層絕熱與液氮冷屏相結(jié)合的絕熱形式來體現(xiàn)其優(yōu)異的絕熱性能，在該立式容器的內(nèi)部不僅設(shè)有儲存液氫介質(zhì)的內(nèi)容器，而且還設(shè)有一個獨立的液氮冷源容器以及液氮冷屏，通過消耗冷源容器中的液氮使液氫容器的熱壁溫度從300K降至77K，使輻射熱流減小到原來的1/150～1/200，從而達到大幅度降低容器日蒸發(fā)率損失的目的。
【專利說明】
一種用于儲存低溫液體的立式容器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種低溫液體的儲運設(shè)備，尤其涉及一種儲存如液氫等低溫液體的立式容器。屬于低溫技術(shù)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]低溫技術(shù)領(lǐng)域中，低溫液體指-160 °C以下以液體形式存在的氣體，例如液氧、液氮、液氬、液氫、液氦、液體甲烷及LNG等，它們廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)，醫(yī)院和日常生活中。低溫液體儲存容器通常是由內(nèi)膽和外殼組成的雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽和外殼之間為真空層，并在真空層之間填充絕熱材料來保證隔熱效果。
[0003]目前現(xiàn)有的低溫液體儲存容器多采用高真空多層絕熱或真空粉末絕熱的型式，但如果用來儲存液氫、液氦這種沸點低、汽化潛熱小的低溫液體，采用一般的低溫液體儲存容器往往不易儲存，其日蒸發(fā)率會非常高，儲存時間會很短。因此用來盛裝這類液體的容器必須具有優(yōu)異的絕熱性能。
[0004]目前現(xiàn)有的可儲存液氫的低溫容器主要采用氣體屏和液氮保護屏這兩種絕熱結(jié)構(gòu)。氣體屏結(jié)構(gòu)的液氫容器是采用回收容器內(nèi)冷蒸氣的方法，利用冷蒸氣復(fù)熱到室溫時可吸收大量熱的原理，在容器中設(shè)置蛇管冷卻保護屏從而提高容器的絕熱性能。但采用此絕熱結(jié)構(gòu)的液氫儲存容器多為小型臥式容器，大容量的儲存容器采用此種絕熱結(jié)構(gòu)其絕熱效果并不明顯。
[0005]另一種采用液氮保護屏的液氫儲存容器是在內(nèi)容器的外面增加一個液氮容器，使液氫內(nèi)容器始終處于液氮容器之中，從而減少熱輻射，保證絕熱效果。具有該類絕熱結(jié)構(gòu)的液氫容器其絕熱性能比氣體屏容器的絕熱性能要好一些，且遇冷量小、穩(wěn)定時間短，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重，且耗氮量較大，需要有輔助的液氮冷源。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種絕熱性能優(yōu)異、日蒸發(fā)率低、儲存時間長的用于儲存液氫等低溫液體的立式容器，該立式容器主要采用真空多層絕熱與液氮冷屏相結(jié)合的絕熱形式來體現(xiàn)其優(yōu)異的絕熱性能。在該立式容器的內(nèi)部不僅設(shè)有儲存液氫介質(zhì)的內(nèi)容器，而且還設(shè)有一個獨立的液氮冷源容器以及液氮冷屏，通過消耗冷源容器中的液氮使液氫容器的熱壁溫度從300K降至77K，使輻射熱流減小到原來的1/150?1/200,從而達到大幅度降低容器日蒸發(fā)率損失的目的。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]本申請實施例公開了一種用于儲存低溫液體的立式容器，包括一個具有密封腔體的外殼、以及安裝于所述腔體內(nèi)的用于儲存低溫液體的內(nèi)膽和用于儲存液氮的冷源容器， 所述內(nèi)膽的外側(cè)包覆有液氮冷屏，所述液氮冷屏上設(shè)置有液氮冷卻管，所述液氮冷卻管和冷源容器之間連通構(gòu)成液氮循環(huán)回路。
[0009]優(yōu)選的，在上述的用于儲存低溫液體的立式容器中，所述冷源容器設(shè)置于所述腔體的底部。
[0010]優(yōu)選的，在上述的用于儲存低溫液體的立式容器中，所述液氮冷卻管自所述冷源容器的底部引出，并自所述冷源容器的頂部進入形成循環(huán)回路。[〇〇11]優(yōu)選的，在上述的用于儲存低溫液體的立式容器中，所述液氮冷卻管以盤繞方式固定于所述液氮冷屏表面。[〇〇12]優(yōu)選的，在上述的用于儲存低溫液體的立式容器中，所述液氮冷屏的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)絕熱層和外絕熱層。
[0013]優(yōu)選的，在上述的用于儲存低溫液體的立式容器中，所述內(nèi)絕熱層包括纏繞包扎的50?80層鋁箱與玻璃纖維絕熱紙，鋁箱與玻璃纖維絕熱紙交替設(shè)置。
[0014]優(yōu)選的，在上述的用于儲存低溫液體的立式容器中，所述外絕熱層包括纏繞包扎的15?20層鋁箱與玻璃纖維絕熱紙。
[0015]優(yōu)選的，在上述的用于儲存低溫液體的立式容器中，所述內(nèi)膽與外殼之間通過懸掛件相對固定。
[0016]優(yōu)選的，在上述的用于儲存低溫液體的立式容器中，所述冷源容器與外殼之間通過底部固定支撐裝置相對固定。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0018](1 )、儲存液氫的容器內(nèi)膽和作為冷源的液氮容器同時密封在一個承受外壓的外殼內(nèi)部，并通過懸掛件和底部支撐裝置支承在外殼中，使兩容器與外殼存在一定的夾層空間；[〇〇19](2)、儲存容器與外殼之間設(shè)有冷屏結(jié)構(gòu)，在冷屏上設(shè)置多根從冷源容器引出的氮冷卻管，使液氮容器中的冷量傳遞至儲存低溫液體的內(nèi)膽，對該立式容器內(nèi)膽起到冷卻作用；
[0020](3)、氮冷卻管由液氮容器底部引出，通過設(shè)置在冷屏上的固定連接件將其牢牢地固定在冷屏上。氮冷卻管由容器的底部空間向上延伸至容器頂部，最終回到液氮容器，氮冷卻管末端伸入液氮容器內(nèi)部可使冷卻管中汽化了的液氮實現(xiàn)再次液化，減少對液氮冷源的損耗。氮冷卻管也可以采用盤繞等形式來延長容器內(nèi)冷卻管的長度，以增大換熱面積。
[0021](4)、在兩內(nèi)部容器與冷屏的夾層空間以及冷屏與外殼的夾層空間中填充絕熱材料并抽真空，可進一步增強該立式容器的絕熱效果?！靖綀D說明】
[0022]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1所示為本發(fā)明具體實施例中用于儲存低溫液體的立式容器的結(jié)構(gòu)示意圖。 【具體實施方式】[〇〇24]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0025]圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一種用于儲存液氫介質(zhì)的立式容器，其具有雙層的殼體結(jié)構(gòu)，包括一個用于儲存液氫的內(nèi)膽1和外殼2,此外在外殼2中還包括一個用于儲存液氮的冷源容器3。內(nèi)膽1限定了用于容納液氫或其它低溫液體的空間，冷源容器3限定了用于容納液氮或其它適合作為冷源的低溫液體的空間。內(nèi)膽1與冷源容器3均由一個圓柱形的筒體和兩個分別位于筒體兩端的封頭組成。儲存液氫的容器內(nèi)膽1和儲存液氮的冷源容器3同時密封在一個承受外壓的外殼2內(nèi)部，并通過懸掛件8和底部支撐裝置9支承在外殼2 中，使兩容器1、3與外殼2存在一定的夾層空間。通過將夾層抽真空來保證立式容器的絕熱效果。
[0026]儲存液氫的內(nèi)膽1與外殼2之間設(shè)有液氮冷屏5,借助液氮冷屏5可以有效地降低內(nèi)膽1的壁溫，減少輻射熱。液氮冷屏5是由一個鋁板卷制而成的鋁筒體和一個鋁封頭焊接組成的，且在鋁筒體上還固定有若干根液氮冷卻管4,冷源容器3中的冷量可以通過這些管線傳遞到液氮冷屏5,再依靠冷屏減少熱輻射，從而達到降低內(nèi)膽1外壁溫度的目的。
[0027]液氮冷卻管4從冷源容器3的最底部引出，通過設(shè)置在冷屏上的固定連接件將其牢牢地固定在冷屏上。這樣可以保證當(dāng)冷源容器3內(nèi)的液氮液位較低時依然能夠流入液氮冷卻管4并完成氮蒸汽的循環(huán)，以達到“冷量交換”的目的。
[0028]液氮冷卻管4從冷源容器3的底部引出后在液氮冷屏5上迂回盤繞布置，延伸至內(nèi)膽1頂部，以達到增大換熱面積的目的。
[0029]液氮冷卻管4的末端最終又回到冷源容器3的內(nèi)部，使液氮冷卻管4中被汽化了的液氮實現(xiàn)再次液化，減少對冷源容器3中液氮的損耗。
[0030]此外液氮冷屏5的內(nèi)、外兩側(cè)分別包扎有內(nèi)絕熱層6和外絕熱層7,可以更好的保證絕熱效果，進一步提高整個立式容器的絕熱性能，做到有效貯存液氫。優(yōu)選地，內(nèi)絕熱層6纏繞包扎約50?80層鋁箱與玻璃纖維絕熱紙，而外絕熱層7纏繞包扎約15?20層鋁箱與玻璃纖維絕熱紙。鋁箱與玻璃纖維絕熱紙之間交替設(shè)置。
[0031]綜上所述，本發(fā)明儲存液氫的容器內(nèi)膽和作為冷源的液氮容器同時密封在一個承受外壓的外殼內(nèi)部，并通過懸掛件和底部支撐裝置支承在外殼中，使兩容器與外殼存在一定的夾層空間。儲存容器與外殼之間設(shè)有冷屏結(jié)構(gòu)，在冷屏上設(shè)置多根從冷源容器引出的氮冷卻管，使液氮容器中的冷量傳遞至儲存低溫液體的內(nèi)膽，對該立式容器內(nèi)膽起到冷卻作用。氮冷卻管由液氮容器底部引出，通過設(shè)置在冷屏上的固定連接件將其牢牢地固定在冷屏上。氮冷卻管由容器的底部空間向上延伸至容器頂部，最終回到液氮容器，氮冷卻管末端伸入液氮容器內(nèi)部可使冷卻管中汽化了的液氮實現(xiàn)再次液化，減少對液氮冷源的損耗。 氮冷卻管也可以采用盤繞等形式來延長容器內(nèi)冷卻管的長度，以增大換熱面積。此外，在兩內(nèi)部容器與冷屏的夾層空間以及冷屏與外殼的夾層空間中填充絕熱材料并抽真空，可進一步增強該立式容器的絕熱效果。[〇〇32]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0033]以上所述僅是本申請的【具體實施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于儲存低溫液體的立式容器，其特征在于，包括一個具有密封腔體的外殼、以 及安裝于所述腔體內(nèi)的用于儲存低溫液體的內(nèi)膽和用于儲存液氮的冷源容器，所述內(nèi)膽的 外側(cè)包覆有液氮冷屏，所述液氮冷屏上設(shè)置有液氮冷卻管，所述液氮冷卻管和冷源容器之 間連通構(gòu)成液氮循環(huán)回路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于儲存低溫液體的立式容器，其特征在于:所述冷源容器設(shè) 置于所述腔體的底部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于儲存低溫液體的立式容器，其特征在于:所述液氮冷卻管 自所述冷源容器的底部引出，并自所述冷源容器的頂部進入形成循環(huán)回路。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于儲存低溫液體的立式容器，其特征在于:所述液氮冷卻管 以盤繞方式固定于所述液氮冷屏表面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于儲存低溫液體的立式容器，其特征在于:所述液氮冷屏的 內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)絕熱層和外絕熱層。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于儲存低溫液體的立式容器，其特征在于:所述內(nèi)絕熱層包 括交替疊加的鋁箱與玻璃纖維絕熱紙。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于儲存低溫液體的立式容器，其特征在于:所述外絕熱層包 括纏繞包扎的15?20層鋁箱與玻璃纖維絕熱紙。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于儲存低溫液體的立式容器，其特征在于:所述內(nèi)膽與外殼 之間通過懸掛件相對固定。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于儲存低溫液體的立式容器，其特征在于:所述冷源容器與 外殼之間通過底部固定支撐裝置相對固定。
【文檔編號】F17C1/12GK106015921SQ201610530969
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月7日
【發(fā)明人】魏蔚, 陳曉晶, 王凌坤, 施海濤, 況開鋒, 惠昱軒
【申請人】張家港富瑞氫能裝備有限公司