高真空绝热低温液化气体储罐制造技术

本发明专利技术提供了一种高真空多层绝热低温液化气体储罐，其包括框架和罐体，罐体由外壳、内胆和连接外壳与内胆的组合支承结构组成，组合支承结构仅设置罐体两端的内外封头之间，就能承受径向载荷和轴向载荷，内胆和外壳的传热面积小，支承结构承载力大，内胆有效装载容积大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种低温液化气体储运设备，更具体地说是涉及高真空绝热低温液化气储罐，其可以是适于高效地运输低温液化气体的罐车或罐式集装箱。本专利技术通过具备优越的抗冲击能力与隔热能力的小间隙高真空多层绝热内支承结构，实现了低温液化气体储运设备在运行过程中承受的冲击力和承运介质温度变化满足低温液化气体储运的要求，而且低温容器内胆和外筒之间的真空层最薄，最终实现低温液化气体的装载率最大。本专利技术属于低温工程与低温
技术介绍
诞生于1909年的真空-粉末绝热技术使得低温储罐的性能有了极大的提高。到上世纪30年代末，真空-粉末绝热已广泛应用于以空气分离和液化为代表的整个低温领域。在上世纪50年代初，高真空多层绝热出现了，它是低温绝热历史上的一个重要发展，特别是在50年代末期，由于空间技术的发展，液氢、液氦的用量猛增，大大推动了高真空多层绝热的研究与应用，其中，运输低温液化气体的罐车和罐式集装箱就是主要的应用产品。在低温
，低温液化气体指-160℃以下以液体形式存在的气体，例如液氧、液氮、液氩、液氢、液氦、液体甲烷及LNG等。由于这类气体的液态体积比气态缩小600倍左右，因此往往以液态的方式储运。运输低温液化气体的设备，包括罐车和罐箱等，罐体是双层结构，内胆和外壳之间是真空层，内胆和外壳通过支承结构连接，由于运输法规的要求，储运设备(罐车和罐箱等)都有最大的外形尺寸限制，在限制了最大外形尺寸的情况下，储运设备(罐车和罐箱等)能装运的介质的有效容积就取决于真空层的厚度。真空-粉末绝热罐车和罐箱是目前国内较为普遍的低温运输设备，是通过在外壳和内胆之间的真空层加珍珠岩等来实现隔热，为了达到满意的隔热效果，真空层较为厚，通常真空层厚度在200~300毫米，因此，实际装运货物的有效容积就被牺牲了；加上珍珠岩在运输过程中的沉积，使运输设备的隔热性能受到影响。于是，高真空多层绝热技术在运输设备中的应用被推广起来。技术ZL00216678.X、ZL00249960.6、ZL01272605.2就是高真空多层绝热技术在运输设备中的应用案例。高真空多层绝热储运设备(罐车和罐箱等)是在罐体内胆的外表面缠绕隔热材料，通过把包含多层隔热材料的真空夹层抽高真空而形成绝热层，真空夹层越薄，罐体装载运输介质越多；但是绝热层越薄，连接内胆和外壳的支承结构越难布置，绝热层越薄，高真空度越低，内胆和外壳的传热越多，低温液化气体的热量损失越大，目前多层绝热技术，如ZL00249960.6和ZL01272605.2中，考虑到真空层中径向支撑的布置，外壳和内胆之间的真空层厚度也不得不在100毫米左右。内胆和外壳的内支承结构既要能够承受由于液体负荷、储罐重量以及相应冲击加速度所产生的力，还必须尽可能减少内支承结构所引起的漏热量，所以内支承结构是低温储罐设计的关键。已有的技术中，国内外目前采用的低温储罐上内支承结构有1)内胆和外壳间的绝热垫块结构，但不能有效解决高真空多层绝热间距小引起支承漏热量大的问题和内筒体热胀冷缩所引起的高真空多层绝热层破坏或间断的问题；2)内外封头间不锈钢套管结构，制作困难、内外封头的间距大及抗冲击能力差，且漏热量比较大；3)吊拉带结构，不能有效解决热胀冷缩引起的抗冲击能力下降问题；4)技术ZL00216678.X的低温容器抗强冲击支承结构，要求封头间距大及常温转入低温时接触间隙增大，抗冲击水平降低。随着我国低温液化气体罐式储运的发展，在限定的尺寸范围内如何有效地增大低温液化气体的储存容积及提高隔热与抗冲击水平，是设计者们所追求的目标。本专利技术克服了现有的支承设计存在的不足，其特点是隔热层薄、隔热性能优越及储液体积大。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种高真空绝热低温液化气体储罐，其中在罐体端部的外壳封头和内胆封头之间采用了能够同时承受径向力和轴向力的组合支承结构，组合支承结构由适当的玻璃钢或类似材料加工而成，本专利技术提供的高真空绝热低温液化气体储罐基本上克服了因现有技术的局限和缺点而导致的一个或多个问题。本专利技术的其它优点、目的和特征将在下面的说明中给出，对于熟悉本领域的技术人员来说，其中的一部分优点、目的和特征可以通过以下的分析明显得出或是通过本专利技术的实践而得到。通过在文字说明部分、权利要求书以及附图中特别指出的结构，可以实现和获得本专利技术的目的和其它优点。为了获得到这些优点和其它优点并根据本专利技术的目的，作为具体的和广义的描述为实现专利技术的目的，本专利技术所述的高真空绝热储罐包括框架和罐体，所述罐体由外壳、内胆、外壳和内胆之间的高真空绝热层以及连接外壳与内胆的支承结构所组成，所述的外壳和内胆包括直筒段和封头，其中所述的支承结构为设置在罐体端部的外壳封头和内胆封头之间的承受径向力和轴向力的组合支承结构。本专利技术所述的储罐包括框架和罐体。对于罐车来讲，框架指通过某种方式和罐体固定的汽车底盘；对于罐箱来讲，框架指通过某种方式固定在限定尺寸范围内的集装箱结构框架。在本专利技术所述的储罐中，由于其中采用的组合支承结构仅设置在罐体两端的内外封头之间，与技术ZL00249960.6和ZL01272605.2所涉及的罐体相比，省缺了径向支承，从而减少了内胆和外壳的连接面传热面积，从而获得更好的隔热效果，同时由于省缺了在直筒段的径向支承，在外壳和内胆的高真空绝热层可以减薄至50毫米，扩大了内胆有效容积，提高了装载效率。根据本专利技术所述的储罐，其中所述的内胆封头呈中心内凹状形成反置小封头，所述小封头的弧面与所述外壳的封头弧面反向。本专利技术所述的储罐的罐体外壳包括左外封头体、外直筒体、右外封头体及加强圈，与现有技术不同的是，外壳加强圈设在外壳外部，这样使在获得相同外壳内径、相同加强圈规格的情况下，外壳使用材料少，自重小、成本低、加强圈还起到保护外壳作用；内胆由左内封头体、内直筒体、右内封头体组成(根据附图2示明罐体左右)，内胆封头和外壳封头反方向安装，内胆缠绕了多层绝热材料，内胆和外壳通过两端内外封头体间的组合支承结构来连接，并承受径向力和轴向力。由于内胆封头和外壳封头反方向安装，组合支承结构可以安置在内封头内，从而使内、外封头之间的间隙更窄，使在外壳等大的情况下，内胆的有效装载容积更大，这是技术ZL00216678.X、ZL00249960.6和ZL01272605.2所涉及的罐体都不具备的。根据本专利技术所述的储罐，其中所述的支承结构设置有一支承盘，其与所述的反置小封头相接触；另外还设有两个固定环，用于保持所述的支承盘，所述的固定环分布在所述支承盘的两侧，所述的支承盘与反置小封头之间设有可自动调节的接触间隙。根据本专利技术所述的储罐，其中还包括一设置在外壳封头和内胆封头之间并穿过所述支承盘的中心孔的轴向支承装置，所述的轴向支承装置包括一支承管，与所述的外壳封头内侧相固定，支承管内壁设置有一突起部；一支承轴，与所述的反置小封头相固定，穿过所述的突起部伸入所述的支承管中；一锁紧件，设置在所述支承轴的端部；其可以是一锁紧螺帽或类似的部件，以及第一垫块，其锁定在所述锁紧件与突起部之间和第二垫块，其锁定在所述反置小封头与该支承管的突起部之间，所述支承结构中用于传递轴向载荷的支承端的内胆封头与外壳封头的间距取决于输排液体与气体的管子液封及热胀冷缩补偿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高真空绝热低温液化气体储罐，包括框架和罐体，所述罐体由外壳、内胆、外壳和内胆之间的高真空绝热层以及连接外壳与内胆的支承结构所组成，所述的外壳和内胆包括直筒段和封头，其特征在于：所述的支承结构为仅设置在罐体端部的外壳封头和内胆封头之间的承受径向力和轴向力的组合支承结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪荣顺，孙洪利，罗永欣，石玉美，
申请(专利权)人：中国国际海运集装箱集团股份有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]