一种公路运输式液氦储槽支撑系统技术方案

本发明专利技术专利公开了一种公路运输式液氦储槽支撑系统，包括内容器、外容器、绝热支撑杆。所述绝热支撑杆安装于内容器和外容器之间封头侧的真空夹层中，采用十二点安装形式，呈放射状安装于储槽封头附近，每侧封头6根，共计12根。支撑杆与储槽轴线夹角为41

【技术实现步骤摘要】
一种公路运输式液氦储槽支撑系统


[0001]本专利技术属于低温压力容器
，具体涉及一种公路运输式液氦储槽支撑系统。

技术介绍

[0002]氦气是一种稀有的战略性资源，主要应用于太空探索、国防军工、医疗核磁共振及检漏等领域。近年来，随着世界能源格局的调整，国内外对液氦这种新能源的需求日益增加，导致相应的液氦运输储存设备的使用越来越频繁。而且，国内外对液氦储运技术的研究也成为了研究的重点。目前，广泛用于液氦运输的设备主要是公路槽车，其核心为深低温绝热液氦储槽。深低温绝热液氦储槽不仅降低了液氦在运输过程中的蒸发率，保证了液氦在运输过程中的相态为液相，而且具有灵活、安全、可反复充装等特点。液氦储槽主要由内容器、外容器、支撑系统及绝热系统构成，其中，绝热系统是在内容器和外容器之间采用真空多层绝热结构进行液氦的保冷，而支撑系统主要用于固定内容器和外容器的相对位置，防止内外容器接触造成热短路。同时，槽车在加速、减速、转弯过程中，惯性及离心力作用于液氦储槽，施加额外加速度载荷，而支撑系统抵抗了惯性及离心力对储槽的影响，保证了液氦的安全、高效运输。
[0003]但是，与其他低温液体相比，液氦的温度低至4.2K，是目前已知的温度最低的低温液体，液氦储槽对保冷性能的要求非常高。而且，作为储槽结构安全强有力保障的支撑系统，其结构、安装形式、材料往往会影响到储槽的绝热性能，具体表现在以下几个方面：第一、为了保证液氦储槽的结构安全性，一般直接将支撑系统焊接在内外容器上，导致支撑系统与内外容器的接触形式为面接触，即液氦储槽支撑系统结构设计存在不合理之处，导致通过支撑系统进入储槽内容器的漏热较大，引起液氦剧烈蒸发，造成液氦的损失，而且液氦的蒸发导致储槽内压力升高，为储槽带来安全问题；第二，液氦储槽支撑系统的连接形式往往采用刚性连接，支撑系统两端的温差很大，导致热应力较大，由于支撑两侧受固定端约束，往往出现应力集中现象。而且，槽车在加速、减速、转弯过程中产生的惯性及离心力与热应力耦合作用，导致储槽支撑系统失效，造成热短路，液氦蒸发，储槽内容器急剧增压，不仅导致生产安全事故，而且带来巨大的经济损失。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的技术问题，本专利技术的目的在于：在满足国家相关标准的条件下，提出了一种公路运输式液氦储槽支撑系统结构，在保证储槽绝热性能要求的前提下，实现公路运输式液氦储槽在运输过程中安全、高效工作。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种公路运输式液氦储槽支撑系统，包括绝热支撑杆、支撑杆
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外容器吊耳、外容器连接块、支撑杆
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内容器吊耳、内容器连接块、内容器支撑柱、外容器加强圈、内容器加强圈，其特殊之处在于：
[0006]所述绝热支撑杆安装于内容器和外容器之间封头侧的真空夹层中，绝热支撑杆一
端通过支撑杆
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外容器吊耳与外容器连接块进行连接，一端通过支撑杆
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内容器吊耳与内容器连接块进行连接。
[0007]进一步地，所述外容器连接块通过吊耳与支撑杆
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外容器吊耳进行铰链连接，内容器连接块通过吊耳与支撑杆
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内容器吊耳进行铰链连接，从而补偿了内容器的冷收缩，减小了深低温环境下支撑系统的热应力。
[0008]所述绝热支撑杆共计12根，采用十二点支撑形式进行安装，每侧封头6根，呈放射状分布，两侧封头对称，相邻两根支撑杆间的夹角为60
°
支撑杆与储槽轴线夹角为41
°
。绝热支撑杆及其两端的支撑杆
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外容器吊耳和支撑杆
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内容器吊耳材料均为环氧玻璃钢，保证了储槽支撑系统的强度与稳定性。
[0009]所述内容器支撑柱为圆柱形，外侧中空，内容器支撑柱焊接于内容器封头的顶部，每侧封头各安装一个，共计2个，与内容器材料相同，采用316L奥氏体低温不锈钢材料，外容器连接块与外容器材料相同，采用Q345R低合金钢。
[0010]所述外容器连接块焊接于外容器的内壁上，靠近外容器圆筒端部，每侧外容器连接共6个，关于储槽轴线中心对称分布；所述内容器连接块安装在内容器支撑柱上，每侧内容器支撑柱上共安装6个，关于储槽轴线中心对称分布。
[0011]所述外容器采用加强圈进行补强，外容器加强圈安装于外容器的外侧，以免影响到绝热结构的安装；外容器加强圈采用#12.6工字钢，截面面积为18.1cm2，理论重量14.2kg/m，共计3个，相邻两个加强圈的间距为3m，材料为Q345R低合金钢；所述内容器采用加强圈进行补强，内容器加强圈安装于内容的内侧，以免影响到绝热结构的安装；内容器加强圈采用#10工字钢，截面面积为14.3cm2，理论重量11.2kg/m，共计2个，相邻两个加强圈的间距为4m，材料为316L奥氏体低温不锈钢材料。提高了储槽抵抗内容器冷收缩及外容器外压失稳的能力。
[0012]所述鞍座对称焊接于外容器两侧封头附近，共计2个，间距为7m，采用Q345R低合金钢，与外容器材料相同。
[0013]本专利技术采取的技术思路：
[0014](1)改变公路运输式液氦储槽的支撑系统，采用十二点支撑的方式固定内外容器的相对位置，每侧封头采用6根关于储槽轴线中心对称分布的环氧玻璃钢绝热支撑杆进行铰链连接，绝热支撑杆共计12根。绝热支撑杆与内外容器的铰链连接形式为吊耳安装，不仅避免了内外容器接触造成的热短路，还补偿了内容器在深低温环境的冷收缩。
[0015](2)绝热支承杆、支撑杆
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外容器吊耳及支撑杆
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内容器吊耳的材料均为比强度较高、导热系数低的环氧玻璃钢，不仅保证了支撑系统的结构强度，还减小了绝热系统的漏热。
[0016](3)在内外容器壁面设置工字钢加强圈，内容器加强圈安装于内容器内侧，提高了储槽抵抗内容器冷收缩失稳的能力，同时也避免了影响真空多层绝热结构的安装；外容器加强圈安装于外容器外侧，从而防止了内容器内压失稳及外容器外压失稳。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]引入12根绝热支撑杆，采用吊耳式安装实现铰链连接，补偿了内容器的冷收缩。内、外容器和绝热支撑杆的特殊连接导致连接处的接触热阻提高，使得储槽的导热漏热量减小，在不损失保冷性能的前提下，储槽的结构安全性得到提高。
[0019]绝热支撑杆及其连接处的材料采用高比强度、低导热系数的环氧玻璃钢，降低了支撑系统的漏热。
附图说明
[0020]图1是本专利技术一种公路运输式液氦图储槽支撑系统主视图；
[0021]图2是本专利技术一种公路运输式液氦储槽支撑系统左视图；
[0022]图3是本专利技术一种公路运输式液氦储槽结构吊耳连接示意图局部；
[0023]图4是本专利技术一种公路运输式液氦储槽支撑系统绝热支撑杆示意图；
[0024]图5是本专利技术一种公路运输式液氦储槽支撑系统内外容器加强圈示意图；
[0025]图中：内容器1、真空夹层2、外容器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公路运输式液氦储槽支撑系统，包括内容器(1)、真空夹层(2)、外容器(3)、绝热支撑杆(4)、支撑杆
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外容器吊耳(5)、外容器连接块(6)、支撑杆
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内容器吊耳(7)、内容器连接块(8)、内容器支撑柱(9)、外容器加强圈(10)、内容器加强圈(11)、鞍座(12)，其特征在于：所述内容器(1)和外容器(3)之间为真空夹层(2)，内容器(1)通过绝热支撑杆(4)实现与外容器(3)相对位置的固定，绝热支撑杆(4)一端通过支撑杆
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外容器吊耳(5)与外容器连接块(6)进行铰接，一端通过支撑杆
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内容器吊耳(7)与内容器连接块(8)进行铰接。2.根据权利要求1所述的公路运输式液氦储槽支撑系统，其特征在于：用于固定内容器(1)与外容器(3)相对位置的绝热支撑杆(4)及其两端的支撑杆
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外容器吊耳(5)和支撑杆
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内容器吊耳(7)材料均为环氧玻璃钢，安装于真空夹层(2)，每侧封头6根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长俊，张财功，贾文龙，吴瑕，邹宇，李俊逸，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：