一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统及方法，所述系统包括外层壳体和设置于外层壳体内的内层壳体，外层壳体和内层壳体之间为真空夹层；真空夹层内设置有至少若干工质浓度传感器；在内层壳体内设置有压力传感器和温度传感器；若干工质浓度传感器、压力传感器和温度传感器连接监控主机。本发明专利技术在内层容器由于裂纹引起工质泄漏后：通过设置在真空夹层内的传感器可及时探测并报警；根据泄漏工质的浓度变化率折算工质泄漏流量，换算裂纹开口尺寸，与容器发生爆裂时的临界裂纹尺寸对比，确定裂纹的稳定状态，来判定是否有足够的时间停车、泄压或转注等，降低容器爆裂事故发生的可能。

Leakage alarm monitoring system and method for inner layer container of low temperature container

The invention discloses a cryogenic vessel inner container leakage alarm monitoring system and method, the system comprises an inner shell and an outer shell is arranged in the outer shell, the outer shell and the inner shell is vacuum; vacuum is arranged in the interlayer of at least several refrigerant concentration sensor; in the inner shell is provided with a pressure sensor and temperature sensor; some refrigerant concentration sensor, a pressure sensor and a temperature sensor connected to the monitoring host. The present invention in the inner container of the crack caused by refrigerant leakage, timely detection and alarm by sensors installed in the vacuum interlayer; according to the concentration of leakage of refrigerant refrigerant leakage flow rate at the crack opening size, conversion, and vessel burst when the critical crack size comparison, determine the steady state crack. To determine whether there is sufficient time for parking, relief or transfer, reduce the possibility of accident containment.

【技术实现步骤摘要】
一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统及方法
本专利技术涉及低温容器
，特别涉及一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统及方法。
技术介绍
低温容器，如液氢、液氧、液氮、液化天然气等容器，为减少漏热，采用真空粉末绝热或高真空多层绝热结构。在容器制造过程中，焊缝及热影响区内，微小的裂纹无损探伤往往是无法发现的。在载荷的作用下，表面的微小的裂纹将逐步扩展并发展至穿透裂纹。内层容器在由表面裂纹穿透容器壁发生泄漏，直至容器爆裂的过程中，容器外侧无法及时发现，发生此类事故是不可挽回的。如何能够在低温容器内层容器泄漏后及时发现，并根据容器的安全状态做出相应的应急处置措施，对于降低爆裂事故发生的可能，减少人身和财产损失，是至关重要的课题。尤其在航空航天领域，在火箭发射前的液氢、液氧推进剂贮存、运输、加注或转注过程中，及时发现容器泄漏并进行应急处置，对于确保航天发射的顺利进行，保证发射场和人员的安全，有着极为重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统及方法，以解决上述技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统，其特征在于，包括外层壳体(1)和设置于外层壳体(1)内的内层壳体(2)，外层壳体(1)和内层壳体(2)之间为真空夹层；真空夹层内设置有若干工质浓度传感器；在内层壳体(2)内设置有压力传感器(6)和温度传感器(7)；若干工质浓度传感器、压力传感器和温度传感器连接监控主机(8)。

【技术特征摘要】
1.一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统，其特征在于，包括外层壳体(1)和设置于外层壳体(1)内的内层壳体(2)，外层壳体(1)和内层壳体(2)之间为真空夹层；真空夹层内设置有若干工质浓度传感器；在内层壳体(2)内设置有压力传感器(6)和温度传感器(7)；若干工质浓度传感器、压力传感器和温度传感器连接监控主机(8)。2.根据权利要求1所述的一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统，其特征在于，若干工质浓度传感器包括低浓度区工质浓度传感器、中浓度区工质浓度传感器和高浓度区工质浓度传感器。3.根据权利要求2所述的一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统，其特征在于，低浓度区工质浓度传感器、中浓度区工质浓度传感器和高浓度区工质浓度传感器的检测范围相互衔接，或有部分重叠。4.根据权利要求3所述的一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统，其特征在于，三个浓度区的传感器监测范围有重叠时，在重叠范围内的监测数据以更高浓度区的传感器为准。5.一种低温容器内层容器泄漏报警监测方法，其特征在于，基于权利要求1至4中任一项所述的一种低温容器内层容器泄漏报警监测系统，包括以下步骤：1)、初始参数输入至监控主机，包括：低温容器几何参数：外层壳体的外径φo、厚度to、长度Lo；内层壳体的外径φ、厚度t、长度L；低温容器材料力学性能参数：屈服强度σs、弹性模量E、断裂韧度KIC；工质状态参数：压力P、温度T；初始裂纹尺寸a0；2)、采用监控主机对低温容器进行适用性评价：2.1)厚度评价：容器内层壳体厚度应大于材料屈服极限对应的厚度，t＞PRm/σs，式中Rm为内层壳体中径；2.2)应力强度因子评价：穿透裂纹尖端的应力强度因子应小于材料的平面应力断裂韧度，KI＜KⅠC；式中KI为穿透裂纹尖端的应力强度因子，如果所监测低温容器均满足2.1)和2.2)中的关系式，进行第3)步；3)、在役设备监控：泄漏工质浓度监...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲亮，邵翔宇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61