运输容器及方法技术

一种用于氦(He)的运输容器(1)，所述运输容器具有用于容纳氦(He)的内部容器(6)、在外侧设置在所述内部容器(6)处的隔热元件(26)、用于容纳低温流体(N2)的冷却剂容器(14)、在其中容纳有所述内部容器(6)和所述冷却剂容器(14)的外部容器(2)以及隔热罩(21)，所述隔热罩可借助于所述低温流体(N2)主动冷却并且其中容纳有所述内部容器(6)，其中在所述隔热元件(26)与所述隔热罩(21)之间设置有环形间隙(31)，并且其中所述隔热元件(26)具有朝向所述隔热罩(21)的电解沉积铜层(27)。隔热罩(21)的电解沉积铜层(27)。隔热罩(21)的电解沉积铜层(27)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】运输容器及方法
[0001]本专利技术涉及一种用于氦的运输容器以及一种用于生产此类运输容器的方法。
[0002]氦是与天然气一起开采的。出于经济原因，只有以液态或超临界状态，也就是说，在约4.2K至10K的温度以及1bar至13bar的压力下运输大量氦才是有意义的。为运输液态或超临界状态的氦，使用进行了复杂的热隔绝处理的运输容器，以避免氦的压力过快上升。可例如借助于液氮冷却此类运输容器。在这种情况下，设置利用液氮冷却的隔热罩。隔热罩隔绝运输容器的内部容器。在该内部容器中容纳有液态或低温氦。在此类运输容器中，液态或低温氦的保持时间大约为45天，也就是说，在该时间之后内部容器中的压力会上升至最大值13bar。运输容器的热绝缘装置由高真空多层隔热层组成。
[0003]WO 2017/190848 A1描述了一种用于液氦的此类运输容器。该运输容器包括用于容纳氦的内部容器、在外侧设置在内部容器处的隔热元件、用于容纳低温液体的冷却剂容器、在其中容纳有内部容器和冷却剂容器的外部容器以及隔热罩，该隔热罩可借助于低温液体主动冷却并且在其中容纳有内部容器。在此，在隔热元件与隔热罩之间设置有环形间隙并且隔热元件具有朝向隔热罩的铜层。该铜层在此构造成轧制铜箔。
[0004]在此背景下，本专利技术的任务在于，提供一种经过改进的运输容器。
[0005]据此提出一种用于氦的运输容器。该运输容器包括用于容纳氦的内部容器、在外侧设置在内部容器处的隔热元件、用于容纳低温流体的冷却剂容器、在其中容纳有内部容器和冷却剂容器的外部容器以及隔热罩，该隔热罩可借助于低温流体主动冷却并且在其中容纳有内部容器，其中在隔热元件与隔热罩之间设置有环形间隙，并且其中隔热元件具有朝向隔热罩的电解沉积铜层。
[0006]由于在隔热元件与隔热罩之间设置有环形间隙，隔热元件与隔热罩不具有机械接触。因此，内部容器表面的热量只能通过辐射和残余气体管路传递到隔热罩上。另外，由于设置有隔热罩，确保了内部容器仅被具有与低温流体的沸点(氮气在1.3bara时的沸点为：79.5K)相对应的温度的表面包围。因此，在隔热罩(79.5K)与内部容器(氦在1bara至13bara时的温度：4.2K至10K)之间存在相对于外部容器的周围仅非常小的温差。
[0007]通过使用电解沉积铜层而不是轧制铜箔，现已证明了，总热量入射可从大约6W(轧制铜箔)减少到3.5W(电解沉积铜层)。因此，相比于开头所述运输容器，液氦的保持时间可从45天大幅延长至85天。这简化了运输，使得更长的运输路程成为可能并降低了运输成本。
[0008]内部容器也可称为氦容器或内部罐。运输容器也可称为氦运输容器。氦可称为液氦或低温氦。特别地，氦也是低温流体。特别地，运输容器被适配为用于以低温或液态也就是说超临界状态运输氦。在热力学中，临界点是物质的一种热力学状态，该状态的特征是液相和气相的密度相等。两种物质状态之间的差异在该点不复存在。在相图中，该点是蒸汽压力曲线的上端部。以液态也就是说低温状态将氦注入内部容器中。然后在内部容器中形成带液氦的液体区和带气氦的气体区。因而氦在注入内部容器中之后具有带不同物质状态，即液态和气态的两个相。也就是说，在内部容器中，在液氦与气氦之间有一个相界。在一段时间之后，也就是说，当内部容器中的压力上升时，内部容器中的氦变成单相。然后相界便不复存在并且氦为超临界状态。
[0009]低温流体或低温物优选为液氮。低温流体也可称为冷却剂。低温流体也可替代性地例如为液氢或液氧。特别地，隔热罩“可主动冷却”或“被主动冷却”应理解为，低温流体至少部分地穿流过隔热罩或围绕隔热罩流动以便冷却它。为此，隔热罩可包括一个或多个冷却管路，在其中容纳有低温流体。在此，低温流体沸腾。由此存在低温流体的气相和液相。因此在冷却管路中，既可容纳气相的低温流体，也可容纳液相的低温流体。与“主动冷却”相反，在“被动冷却”下主要仅通过热管路冷却隔热罩。针对被动冷却也可使用低温流体。然而在这种情况下，该低温流体不围绕隔热罩流动或不穿流过隔热罩，而是隔热罩例如部分地接触低温流体。通过热管路冷却未直接接触低温流体的隔热罩的区域。
[0010]特别地，隔热罩仅在一种运行状态下被主动冷却，也就是说之后当内部容器注有氦时。当低温流体被消耗时，隔热罩也可是未冷却的。在主动冷却隔热罩时，低温流体可沸腾和蒸发。因此，隔热罩具有接近或精确对应于低温流体沸点的温度。
[0011]隔热罩特别地布置在外部容器内部。冷却剂容器特别地放置在隔热罩外部。内部容器优选布置在冷却剂容器外部。冷却剂容器反过来也定位在内部容器外部，其中冷却剂容器和内部容器均布置在外部容器内部。特别优选地，冷却剂容器定位在内部容器旁并与之分隔开。
[0012]优选地，内部容器和特别地隔热元件在外侧具有接近或精确地对应于氦的温度。隔热罩可具有管状的基本区段和在正面封闭基本区段的盖区段，该盖区段布置在内部容器与冷却剂容器之间。优选地，盖区段在此在正面完全封闭基本区段。隔热罩的基本区段可具有圆环形的或接近圆环形的横截面。外部容器、内部容器、冷却剂容器和隔热罩可构造成相对于共同的对称轴或中轴线轴对称。内部容器和外部容器优选由不锈钢制成。内部容器优选具有管状的基本区段，该基本区段在两侧被弯曲的盖区段封闭。内部容器是流体密封的。外部容器优选同样具有管状的基本区段，该基本区段在正面两侧被盖区段封闭。内部容器的基本区段和/或外部容器的基本区段可具有圆环形的或接近圆环形的横截面。
[0013]内部容器与外部容器之间的间隔空间优选被抽真空。为了能够在真空消解的情况下经由该处设置的安全阀排出内部容器中的氦，内部容器被隔热元件包围，这也减少了非真空情况下的热量入射。因此，隔热元件具有针对真空消解情况的紧急隔热功能。
[0014]隔热元件优选为多层的。隔热元件也可称为多层隔热元件。特别地，隔热元件是“多层的”应理解为，隔热元件具有多个相互重叠布置的层，例如由铝箔和玻璃砂纸交替构成的层，其中最外层为电解沉积铜层。“最外”层在此指的是隔热元件的与内部容器相隔最远的层。最外层在此距离隔热罩最近并且也朝向隔热罩。在内部容器与隔热罩之间设置有间隔空间，在其中布置有隔热元件。该间隔空间除了环形间隙以外都被隔热元件填充。例如隔热元件卷绕在内部容器上。
[0015]特别地，铜层“电解沉积”应理解为，从铜溶液，特别是从含有铜离子的溶液中将铜层沉积到基体上，例如沉积到金属滚筒上。因而，与轧制铜箔相反，铜层在原子水平上从铜溶液中构造而成。铜层具有金属裸露表面。也就是说，铜层没有表面涂层或氧化处理。由于铜层的发射率随着温度降低而降低，通过辐射传递的热量也降低，从而使得进入内部容器的总热量入射在整个氦保持时间内可降低至大约3.5W。
[0016]铜层优选具有至少5μm，特别优选至少10μm，优选至少20μm，特别优选10μm至20μm的厚度。铜层优选具有至少99％铜的铜质量分数并且进一步优选具有至少99.9％铜的铜质
量分数。铜层优选具有不含杂质，例如不含油脂或油的表面。
[0017]根据一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于氦(He)的运输容器(1)，所述运输容器具有用于容纳氦(He)的内部容器(6)、在外侧设置在所述内部容器(6)处的隔热元件(26)、用于容纳低温流体(N2)的冷却剂容器(14)、在其中容纳有所述内部容器(6)和所述冷却剂容器(14)的外部容器(2)以及隔热罩(21)，所述隔热罩可借助于所述低温流体(N2)主动冷却并且在其中容纳有所述内部容器(6)，其中在所述隔热元件(26)与所述隔热罩(21)之间设置有环形间隙(31)，并且其中所述隔热元件(26)具有朝向所述隔热罩(21)的电解沉积铜层(27)。2.根据权利要求1所述的运输容器，其中所述铜层(27)具有10μm至20μm的壁厚(W)。3.根据权利要求1或2所述的运输容器，其中所述隔热元件(26)在外侧固定在所述内部容器(6)处。4.根据权利要求1至3中的一项所述的运输容器，其中所述隔热元件(26)具有布置在所述隔热元件(6)与所述铜层(27)之间的多层隔热层(28)。5.根据权利要求4所述的运输容器，其中所述多层隔热层(28)具有多个交替布置的由铝箔(29)和玻璃砂纸(30)构成的层。6.根据权利要求5所述的运输容器，其中所述由铝箔(29)和玻璃砂纸(30)构成的层无间隙地附加在所述内部容器(6)上。7.根据权利要求1至6中的一项所述的运输容器，其中所述铜层(27)受生产条件限制而具有背离浴槽的表面(40)，所述表面朝向所述隔热罩(21)，以及朝向浴槽的表面(41)，所述表面背离所述隔热罩(...

【专利技术属性】
技术研发人员：海因茨，
申请(专利权)人：林德有限责任公司，
类型：发明
国别省市：