能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶制造技术

本发明专利技术公开了一种能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶，所述低温高压气瓶由耐受‑162℃的高压气瓶和外壳保护层构成，是一种有隔冷层的、用低温树脂固化碳纤维的三型高压铝瓶或钢瓶，能较长时间保存LNG，形成气液两相共存的状态，能长时间地给发动机供应低压燃气，气瓶内设置有CNG回气管和LNG充液管，能确保从LNG加液站顺利充装低压LNG，蒸发器的入口处设有电控截止阀，在车辆发动机熄火后，车辆长期不用气的状态下能确保气瓶形成封闭系统，系统中也不设置直排大气的阀门，确保了气瓶在任何时间都能杜绝BOG。所述低温高压气瓶取代当前的CNG高压气瓶，可增加燃料的储存量，使车辆续驶里程达到500公里，还能摆脱CNGV对高压加气站的依赖，直接使用LNG。

【技术实现步骤摘要】
能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶
本专利技术涉及天然气存储和使用领域，尤其是涉及一种能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶。
技术介绍
天然气是今后几个世纪里、机动车寄予厚望的清洁石化能源。随页岩气的大量开采、可燃冰的开发应用、及HCNG的规模推广，向机动车提供了更多的天然气资源，把它们连同常规天然气制备成纯净的液态燃料LNG，将为机动车提供清洁、廉价、便捷的气态能源，根本上改变燃油机动车排放污染严重的现状。液化天然气(LNG)因具有品质纯净、使用安全，能量密度大、储存燃料多，加液时间短、充装效率高等优势，已是各类天然气汽车中最理想的清洁燃料了，广泛用于各种大型车辆(LNGV)。由于散放气BOG的困扰，LNG目前只能用于大型、长途、露天停放的车辆，还不能用于中、小型车辆。国家法规明令禁止下列场所储存和应用LNG：发动机排量小于2升的车辆、容积小于150升的燃液储存容器(杜瓦瓶)、以及停放在封闭车库的天然气车辆。因此大多数(90％以上)天然气汽车还只能使用和储存压缩天然气CNG作为燃料。需从CNG加气站或者LNG汽化站去充装20MPa的CNG。该方式虽然没有燃气外泄，但因储存密度低、续驶里程短，只能用于城市中心周围的短途运营。只有提高了车用气瓶的压力，才能克服上述缺陷。把气瓶压力从目前20MPa提高到30-35MPa是有效果的：可将小型乘用车的续驶里程提高到300公里以上。但是，提高储存压力会增加气瓶成本和加气站的投资及能耗；尤其是压力提高到35MPa以上时、会大幅增加车辆充气和储气的成本。小型乘用车如能直接充装LNG作为燃料、将会是一种颠覆性的变革：一方面，排放清洁了，使用起来也像用汽油一样地方便了；另一方面，LNG和燃油相比，热值基本相同(还稍高于汽油)，而价格只有汽油的70％，能节省30％的费用。届时，就可以摆脱天然气车辆对于管道气加气站的依赖，就可以直接从液态天然气加液站储液库里、充装LNG，既便捷、也省钱；又环保、又安全；对个人和对国家都有大利，一定会有广阔的应用前途。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶，所述低温高压气瓶能充装液态天然气，可以保持气液共存的状态，也不会释放BOG。根据本专利技术实施例能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶，主要包括：内瓶，所述内瓶采用能够承受使用温度-196℃的304或316不锈钢或6061铝合金制造成为无缝容器；所述内瓶容积V，适于充装或存储第一体积V1的低温液态天然气和第二体积V2的气态天然气，所述高压内瓶内存储的第一体积V1的低温液态天然气适于吸热转化为气态天然气；有效预应力缠绕层，所述有效预应力缠绕层采用能够承受使用温度-196℃的树脂浸渍高强度碳纤维T700，通过在内瓶全部外表面上以预定额定值张力缠绕而成，所述有效预应力缠绕层与内瓶组合构成高压内瓶，共同承受在空载条件下、满载条件下和任何苛刻组合条件下的设计压力，即所述高压内瓶共同承受所述内瓶储存最大充装系数V1/V≤0.9的低温液态天然气，并在吸热完全转化为气态天然气时的具有最大工作压力Pmax，与工作温度一起共同作为载荷条件；外壳保护层，所述外壳保护层由普通不锈钢或非金属制成，所述外壳保护层内形成有安装空间，所述高压内瓶固定在所述安装空间内，且所述高压内瓶和所述外壳保护层之间形成有间隔空间。根据本专利技术实施例的能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶，通过采用能够承受使用温度-196℃的304或316不锈钢或6061铝合金制造成为无缝容器，并采用能够承受使用温度-196℃的树脂浸渍高强度碳纤维T700，通过在内瓶所有外表面上以预定额定值张力缠绕而构成高压内瓶，可以使得高压内瓶内可以加注和储存液态天然气，并且，高压内瓶内可以保持气液共存的状态，由此，可以增加汽车等交通工具的行驶里程。进一步地，通过设置的外壳保护层，将高压内瓶安装在外壳保护层内，并使得高压内瓶和外壳保护层之间形成有间隔空间，可以在一定程度上将高压内瓶与外部环境隔离开，从而可以在不损伤高压内瓶的前提下进行安装，也容易降低低温高压气瓶的安装条件，从而降低安装成本，还不易带来冻伤操作人员的安全隐患。另外，根据本专利技术的低温高压气瓶，还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述间隔空间内适于抽成真空状态或者粗真空状态，起到主要的绝热作用；所述低温高压气瓶还包括：隔热保护层，所述隔热保护层适于填充在所述间隔空间内，所述隔热保护层适于阻隔所述高压内瓶与外界的空气之间的热交换，同时，降低抽真空的工作量。也可以不设隔热保护层，在间隔空间内通热源，用以加热瓶内LNG。在本专利技术的一些实施例中，所述低温高压气瓶的两端分别设置有与所述内瓶内部联通的第一开口和第二开口，所述低温高压气瓶还包括：加液管和回气管，所述加液管和所述回气管设置于所述第一开口和所述第二开口中的至少一个内，所述液态天然气适于从所述加液管加入所述内瓶内，当通过所述加液管向所述内瓶加注液态天然气时，所述回气管适于与回收装置连通，以方便向所述内瓶顺利加注液态天然气，所述内瓶内的所述液态天然气和所述低温高压气瓶内的所述气态天然气适于从加液管和所述回气管流出，以供给发动机使用。在本专利技术的一些实施例中，所述低温高压气瓶还包括：第一组单向阀，所述第一组单向阀包括设于所述加液管、所述回气管和LNG加液站的连接通道上的单向阀，以使得所述低温高压气瓶在不加液时保持绝对密封状态，从而不会释放BOG；第二组单向阀，所述第二组单向阀包括设于所述加液管、所述回气管和发动机的连接通道上单向阀，以使得所述低温高压气瓶在发动机熄火时也保持绝对密封状态，从而不会释放BOG。在本专利技术的一些实施例中，所述高压内瓶和所述外壳保护层均形成为轮廓相似的长圆形，以形成长圆形的所述低温高压气瓶，长圆形的所述低温高压气瓶适于水平躺卧放置，所述低温高压气瓶的一端适于穿设有加液管和回气管，所述加液管伸入所述高压内瓶内后适于沿着所述高压内瓶的内壁面向下延伸，所述回气管伸入所述高压内瓶后适于沿着所述高压内瓶的内壁面向上延伸。在本专利技术的一些实施例中，所述低温高压气瓶还包括有加热器，所述加热器的至少一部分适于伸入所述高压内瓶内，所述加热器伸入所述高压内瓶内后，沿所述高压内瓶的内壁面的延伸方向延伸，以对所述高压内瓶内的液态天然气进行加热，或者，所述加热器包括加热管，所述加热管形成为U形管，U形管内适于通入导热介质，U型的所述加热管的至少一部分适于伸入所述高压内瓶内。在本专利技术的一些实施例中，所述高压内瓶和所述外壳保护层均形成为轮廓相似的长圆形，以形成长圆形的所述低温高压气瓶，长圆形的所述低温高压气瓶适于竖直放置，所述加液管适于从所述低温高压气瓶的下端伸入所述内瓶，所述回气管适于从所述低温高压气瓶的上端伸入所述内瓶，或者，所述加液管和所述回气管均适于从所述低温高压气瓶的上端伸入所述内瓶，且所述加液管的最低点低于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶，其特征在于，主要包括：/n内瓶，所述内瓶采用能够承受使用温度-196℃的304或316不锈钢或6061铝合金，制造成为无缝容器；所述内瓶容积V，适于充装或存储第一体积V1的低温液态天然气和第二体积V2的气态天然气，所述高压内瓶内存储的第一体积V1的低温液态天然气适于吸热转化为气态天然气；/n有效预应力缠绕层，所述有效预应力缠绕层采用能够承受使用温度-196℃的树脂浸渍高强度碳纤维T700，通过在内瓶全部外表面上以预定额定值张力缠绕而成，所述有效预应力缠绕层与内瓶组合构成高压内瓶，共同承受在空载条件下、满载条件下和任何苛刻组合条件下的设计压力，即所述高压内瓶共同承受所述内瓶储存最大充装系数V1/V≤0.9的低温液态天然气，并在吸热完全转化为气态天然气时的具有最大工作压力Pmax，与工作温度一起共同作为载荷条件；/n外壳保护层，所述外壳保护层由普通不锈钢制成，所述外壳保护层内形成有安装空间，所述高压内瓶固定在所述安装空间内，且所述高压内瓶和所述外壳保护层之间形成有间隔空间。/n

【技术特征摘要】
1.一种能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶，其特征在于，主要包括：
内瓶，所述内瓶采用能够承受使用温度-196℃的304或316不锈钢或6061铝合金，制造成为无缝容器；所述内瓶容积V，适于充装或存储第一体积V1的低温液态天然气和第二体积V2的气态天然气，所述高压内瓶内存储的第一体积V1的低温液态天然气适于吸热转化为气态天然气；
有效预应力缠绕层，所述有效预应力缠绕层采用能够承受使用温度-196℃的树脂浸渍高强度碳纤维T700，通过在内瓶全部外表面上以预定额定值张力缠绕而成，所述有效预应力缠绕层与内瓶组合构成高压内瓶，共同承受在空载条件下、满载条件下和任何苛刻组合条件下的设计压力，即所述高压内瓶共同承受所述内瓶储存最大充装系数V1/V≤0.9的低温液态天然气，并在吸热完全转化为气态天然气时的具有最大工作压力Pmax，与工作温度一起共同作为载荷条件；
外壳保护层，所述外壳保护层由普通不锈钢制成，所述外壳保护层内形成有安装空间，所述高压内瓶固定在所述安装空间内，且所述高压内瓶和所述外壳保护层之间形成有间隔空间。


2.根据权利要求1所述的能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶，其特征在于，所述间隔空间内适于抽成真空状态或者粗真空状态，起到绝热作用；所述低温高压气瓶还包括：隔热保护层，所述隔热保护层适于填充在所述间隔空间内，所述隔热保护层适于阻隔所述高压内瓶与外界的空气之间的热交换，同时，降低抽真空的工作量。


3.根据权利要求1所述的能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶，其特征在于，所述低温高压气瓶的两端分别设置有与所述内瓶内部联通的第一开口和第二开口，所述低温高压气瓶还包括：
加液管和回气管，所述加液管和所述回气管设置于所述第一开口和所述第二开口中的至少一个内，所述液态天然气适于从所述加液管加入所述内瓶内，当通过所述加液管向所述内瓶加注液态天然气时，所述回气管适于与回收装置连通，以方便向所述内瓶顺利加注液态天然气，所述内瓶内的所述液态天然气和所述低温高压气瓶内的所述气态天然气适于从加液管和所述回气管流出，以供给发动机使用。


4.根据权利要求3所述的能直接充装LNG并杜绝散放气BOG的低温高压气瓶，其特征在于，所述低温高压气瓶还包括：
第一组单向阀，所述第一组单向阀包括设于所述加液管、所述回气管和LNG加液站的连接通道上的单向阀，以使得所述低温高压气瓶在不加液时保持绝对密封状态，从而不会释放BOG；
第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王义官，洪讵，
申请(专利权)人：自贡通达机器制造有限公司，洪讵，
类型：发明
国别省市：四川;51