包括用于容纳泵组件的贮存器的低温储存容器制造技术

对低温储存容器进行排放以移除泵较耗时且昂贵，并且可能导致增加的温室气体排放。低温储存容器包括内部容器和外部容器，该内部容器限定低温空间，该外部容器与该内部容器间隔开并环绕该内部容器，在内部容器和外部容器之间限定绝热空间。贮存器包括外套筒和内套筒，并且限定用于将液化气体从低温空间输送到低温储存容器外部的通路。外套筒与内部容器的相对侧相交，外套筒的相对端限定与绝热空间流体连通的内部空间，该内部空间相对于低温空间密封。内套筒具有由外部容器支撑的开口端，并且延伸到由外套筒限定的内部空间中，还具有与开口端相对的封闭端，限定与绝热空间流体隔离的贮存器空间。流体连通通道从低温空间延伸至贮存器空间，并且可以选择性地关闭以允许移除泵。

A cryogenic storage container including a reservoir for holding pump assemblies

【技术实现步骤摘要】
包括用于容纳泵组件的贮存器的低温储存容器
本申请涉及一种低温储存容器，更特别地涉及一种具有泵贮存器(receptacle)的双壁式低温储存容器。
技术介绍
气体燃料用于燃料内燃机。在一些应用中，当需要储存大量的燃料时并且当用于储存这样的燃料的空间(例如车载)有限时，已知的是通过将气体燃料(如天然气)以液化的形式(LNG)进行储存来增大燃料储存密度，从而增加车辆的操作范围。低温储存容器通常可以储存与容纳压缩天然气(CNG)的相似大小的储存容器相比约4倍以上的燃料。为了将气体燃料输送给发动机，采用低温泵将气体燃料增压至喷射压力，然而该气体燃料仍然处于液化形式。燃料通常在被泵送后进行汽化，所以当其被输送到发动机时不再处于液化形式。取决于发动机的设计以及下游喷射系统是低压喷射系统还是高压喷射系统，输送压力可以处于较宽的压力范围内。例如，除其他因素外，输送压力取决于燃料是被引入到进气系统中还是直接被引入到燃烧室中，并且如果燃料被引入燃烧室中，则输送压力还取决于燃料被引入的时间。在已知的系统中，低温泵可以位于与由低温储存容器限定的低温空间(cryogenspace，制冷剂空间)分离的外部槽(sump)中，或者可以安装有延伸到低温空间中的泵组件(如在申请人共有的美国专利第7,293,418号中所公开的)。以泵部分浸没在液化气体中并且驱动部分在低温空间外部的方式安装低温泵组件具有若干优点，所述优点包括减少泵的启动时间，这是因为与需要时间冷却至低温温度以有效运作的外部泵不同，只要低温容器内储存有液化气体，位于低温空间内的泵就保持在低温温度。另外，当外部槽通过管路连接至低温空间时，这样的管路必须是绝热的，以减少液化燃料在流至槽然后最终流至泵之前的热泄漏和蒸发。气体燃料是在标准温度和压力下处于气态的任何燃料，上述标准温度和压力在本申请的上下文中是指20摄氏度(℃)和1大气压(atm)。例如，可以以液化形式储存的典型气体燃料包括但不限于：天然气、丙烷、氢气、甲烷、丁烷、乙烷、具有相似能含量(energycontent，内能)的其他已知燃料，以及包括这些燃料中至少一种的混合物。天然气本身就是一种混合物，并且是一种用于内燃机的受欢迎的气体燃料，这是因为其与基于燃油的液体燃料相比更充足、较便宜并且燃烧更清洁，并且其来源在地域上广泛分布于世界各地。先前在实验性的铁路应用中使用的纯化形式LNG被称为冷冻液态甲烷(RLM)。在高马力应用中，例如在船舶、矿业和铁路应用中，每个发动机所消耗的燃料的量与货车载运应用所用的发动机相比显著更大。因此，消耗更多燃料的应用需要更大的燃料储存容器。作为示例，与重型卡车上所采用的低温储存容器的典型150加仑容量相比，用于机车(locomotive，火车头)的包括低温储存容器的煤水车可以承载27,000加仑的液化天然气(LNG)。在货车载运应用中，在低温泵需要维修的情况下，可以在移除泵时使储存容器排空。在高马力应用中，由于燃料储存容器的尺寸显著更大并且可以储存在其中的液化燃料的量显著更大，所以当必须移除低温泵以用于维修时，将液化燃料从低温储存容器中排空是不实际、耗时并且较昂贵的。与用于在公路上行驶的载重卡车的重型发动机相比，上述高马力内燃机采用的最大燃料流量显著更大。作为示例，在某些应用中，用于高马力发动机的低温泵可以以约1000千克/小时的最大平均速率输送燃料，而用于重型发动机的低温泵可以以约100千克/小时的最大平均速率输送燃料。较大的燃料流量需要具有显著更大尺寸和质量的泵，并且与更小的泵相比，这样的泵在安装于低温容器中时具有独特的安装和支撑要求。在交通工具应用中，可能存在作用于泵的轴向载荷、横向载荷、径向载荷和转动载荷，这些载荷如果未被适当地约束则可能会引起将泵固定于低温容器的泵支撑件的疲劳，并且引起对低温容器自身的过度压力。当低温泵组件使其泵部分安装在低温储存容器中时，在容器的底部可能存在低温泵无法获取的死体积的燃料。该死体积表示在设备的整个使用寿命期中对低温储存容器和泵的运行成本的现金投入，因为该死体积在泵运行时始终存在。期望的是，在不会过度增加低温储存容器的成本并且不会降低泵的运行效率的情况下尽可能地减少燃料的死体积。对于低温储存容器，现有技术缺少如下技术：通过端部上的延伸到低温空间中的泵部分稳固地安装低温泵组件，以减少死体积，并且具有用于安装和拆卸泵组件的特征，而无需从低温空间排出液化燃料。
技术实现思路
一种改进的低温储存容器，包括：限定低温空间的内部容器；以及与内部容器间隔开并环绕内部容器的外部容器，从而在内部容器与外部容器之间限定绝热空间。贮存器限定用于将液化气体从低温空间输送到低温储存容器外部的通路。贮存器包括细长外套筒和细长内套筒。细长外套筒具有与内部容器的相对侧相交的纵向轴线，细长外套筒的相对端限定与绝热空间流体连通的内部空间，该内部空间相对于低温空间密封。细长内套筒具有由外部容器支撑的开口端，该细长内套筒具有延伸到由细长外套筒限定的内部空间中的纵向轴线。细长内套筒还具有与所述开口端相对的封闭端，从而限定与绝热空间流体隔离的贮存器空间。流体连通通道从低温空间延伸至贮存器空间。流体连通通道具有允许细长内套筒相对于细长外套筒移动的柔性结构。该柔性结构可以包括波纹管装置。贮存器竖直定向以具有下端。该下端和流体连通通道两者均位于低温空间的底部附近。泵能够以入口在所述下端附近的方式布置在贮存器空间内。在优选的实施方案中，存在阀，所述阀能够在打开位置和关闭位置之间进行操作，以控制低温空间与贮存器空间之间的流体流动。所述阀可以位于流体连通通道中，或者位于低温空间与贮存器空间之间的其他位置处。所述阀可以是止回阀，例如对夹式止回阀(wafertypecheckvalve，薄片型止回阀)，该止回阀被偏压以便阻止流体从低温空间流出，除非该止回阀被致动为处于打开位置。在优选的实施方案中，通过激活阀致动器从低温储存容器的外部机械地致动所述阀，该阀致动器致动连接装置，所述连接装置与该阀致动器和所述阀操作地连接。该连接装置可以延伸通过在阀致动器和所述阀之间延伸的管道，该管道与绝热空间和内部空间流体隔离。所述连接装置可以包括杆和线缆，其中所述杆与阀致动器操作地连接，并且所述线缆与所述阀操作地连接。可以存在传感器和切断机构，该传感器用以检测低温储存容器的位置，该切断机构与传感器操作地连接，以在传感器检测到紧急状况时，切断以下之一之间的连接：(a)连接装置与阀和(b)连接装置与阀致动器。在另一优选的实施方案中，当泵安装在贮存器的内部时，所述阀自动打开，而当将泵从贮存器移除时，所述阀自动关闭。细长内套筒的封闭端可以由在横向于其纵向轴线的方向上约束移动的导向件支撑。可替代地或另外地，导向件约束细长内套筒的轴向移动和细长内套筒的旋转移动中的至少之一。当泵组件安装在细长内套筒内时，细长内套筒和该泵组件具有相对于彼此密封的配合表面，从而限制细长内套筒内液化气体可以上升至的高度。所述配合表面可由衬圈(collar，轴环，颈圈)和凸缘形成，所述衬圈在细长内套筒内形成凸台，所述凸缘与泵组件相关联。所述低温储存容器还包括：衬圈，该衬圈围绕内部贮存器的内表面延伸，并且当泵组件安装在贮存器中时，该衬圈将内部贮存器流体划分为暖端和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温储存容器，包括：内部容器，限定低温空间；外部容器，与所述内部容器间隔开并环绕所述内部容器，在所述内部容器和所述外部容器之间限定绝热空间；贮存器，限定用于将液化气体从所述低温空间输送到所述低温储存容器外部的通路，所述贮存器包括：细长外套筒，具有与所述内部容器的相对侧相交的纵向轴线，所述细长外套筒的相对端限定与所述绝热空间流体连通的内部空间，所述内部空间相对于所述低温空间密封；细长内套筒，具有由所述外部容器支撑的开口端，所述细长内套筒具有延伸到由所述细长外套筒限定的所述内部空间中的纵向轴线，所述细长内套筒具有与所述开口端相对的封闭端，从而限定与所述绝热空间流体隔离的贮存器空间；以及流体连通通道，从所述低温空间延伸至所述贮存器空间。

【技术特征摘要】
2014.06.03 CA 2,853,3241.一种低温储存容器，包括：内部容器，限定低温空间；外部容器，与所述内部容器间隔开并环绕所述内部容器，在所述内部容器和所述外部容器之间限定绝热空间；贮存器，限定用于将液化气体从所述低温空间输送到所述低温储存容器外部的通路，所述贮存器包括：细长外套筒，具有与所述内部容器的相对侧相交的纵向轴线，所述细长外套筒的相对端限定与所述绝热空间流体连通的内部空间，所述内部空间相对于所述低温空间密封；细长内套筒，具有由所述外部容器支撑的开口端，所述细长内套筒具有延伸到由所述细长外套筒限定的所述内部空间中的纵向轴线，所述细长内套筒具有与所述开口端相对的封闭端，从而限定与所述绝热空间流体隔离的贮存器空间；以及流体连通通道，从所述低温空间延伸至所述贮存器空间。2.根据权利要求1所述的低温储存容器，还包括阀，所述阀能够在打开位置和关闭位置之间进行操作，以控制所述低温空间和所述贮存器空间之间的流体流动。3.根据权利要求2所述的低温储存容器，其中，所述阀位于所述流体连通通道中。4.根据权利要求2所述的低温储存容器，其中所述阀为止回阀，所述止回阀被偏压以阻止流体从所述低温空间流出，除非所述止回阀被致动为处于打开位置。5.根据权利要求2所述的低温储存容器，其中，所述阀为对夹式止回阀。6.根据权利要求2所述的低温储存容器，其中，当泵安装在所述贮存器的内部时所述阀自动打开，而当将所述泵从所述贮存器移除时，所述阀自动关闭。7.根据权利要求2所述的低温储存容器，其中，所述阀是从所述低温储存容器的外部被机械地致动。8.根据权利要求7所述的低温储存容器，还包括阀致动器以及与所述阀致动器和所述阀操作地连接的连接装置。9.根据权利要求8所述的低温储存容器，还包括管道，所述管道在所述阀致动器和所述阀之间延伸，并且与所述绝热空间和所述内部空间流体隔离，其中所述连接装置延伸通过所述管道。10.根据权利要求8所述的低温储存容器，其中，所述连接装置包括杆和线缆，所述杆与所述阀致动器操作地连接，并且所述线缆与所述阀操作地连接。11.根据权利要求8所述的低温储存容器，还包括传感器和切断机构，所述传感器用以检测所述低温储存容器的位置，所述切断机构与所述传感器操作地连接，以在所述传感器检测到处于紧急状况的位置时，切断以下之一之间的连接：(a)所述连接装置与所述阀，和(b)所述连接装置与所述阀致动器。12.根据权利要求1所述的低温储存容器，其中，所述贮存器竖直定向为具有下端，所述下端和所述流体连通通道两者均位于所述低温空间的底部附近，泵能够以入口位于所述下端附近的方式布置在所述贮存器空间内。13.根据权利要求1所述的低温储存容器，其中，所述流体连通通道具有允许所述细长内套筒相对于所述细长外套筒移动的柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗比·L·麦克唐纳，安柯·H·洼耶达，肯尼思·W·克拉兹马尔，迈克尔·埃贝霍基，
申请(专利权)人：西港能源有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA