低温高压储氢压力容器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低温高压储氢压力容器，包括容器本体，所述容器本体包括金属内胆、增强编织层、换热导管、保冷层和外护套层；所述金属内胆包括瓶体和设置于瓶体一端的瓶口；所述增强编织层、所述保冷层和所述外护套层从内至外依次套设在所述金属内胆外，且避开所述瓶口；所述换热导管位于所述增强编织层和所述保冷层之间，且环绕所述金属内胆的侧壁和底部，其两端伸出所述容器本体顶部外，所述换热导管的两端位于所述容器本体的开口的两侧。的两端位于所述容器本体的开口的两侧。的两端位于所述容器本体的开口的两侧。

【技术实现步骤摘要】
低温高压储氢压力容器


[0001]本技术涉及氢气储运
，具体是关于一种低温高压储氢压力容器。

技术介绍

[0002]氢气因质量能量密度高，燃烧无CO2产生，可通过可再生能源制取，被认为是新世纪的终极能源。目前，在“双碳”背景下，随着氢燃料电池技术的逐渐成熟和广泛推广，氢气作为能够深度脱碳和降碳排的关键物质，已经逐渐成为能源、化工、钢铁、交通领域的核心。
[0003]然而，由于氢气的质量低、体积密度低，易于逸散、易氢脆，导致氢气的储运成为行业发展的瓶颈。目前主流的氢气储存方式包括：高压气氢、液氢、多孔介质材料储氢、有机物储氢、金属氢化物储氢等方式。然而，每种储氢方式都有其优势和缺陷，无法完全满足氢气不同的应用场景：
[0004]高压气氢需要非常高的储存压力才能达到输运的经济性，目前成熟的高压输运氢气压力为20
‑
25MPa，国外已经出现了52MPa高压氢气输运鱼雷车。该种储运方式储氢压力高、危险性高、储氢密度低，需要在富氢端提供高压压缩机，需氢端需要低压储氢罐。
[0005]液氢出储氢密度达到了70kg/m3，但常压下液氢温度为
‑
252.8℃，储运设备成本高，氢气液化需要大量能耗，约占需储氢量的三分之一，此外，氢气使用过程中需要气化设备。
[0006]多孔介质储氢为固态储氢的一种，一般为见诸报端的包括石墨烯、有机金属框架材料等，该种方式一般在液氮温度下具有较好的储氢能力，但材料制造成本高，尚未见到工业化装置，储氢技术不成熟。
[0007]有机物储氢是一种潜在的可用储氢方式，常温常压下质量储氢密度在6％左右，富氢端需要一种采用加氢装置生成富氢有机物，在需氢端需要脱氢反应，过程需要约四分之一的能耗，且该类化合物毒性大，加氢和脱氢过程需要在专门化工园区内进行，限制了其发展方式。
[0008]金属氢化物体积储氢密度高，一般大于40kg/m3，质量储氢密度低，但其吸放氢过程较慢，且金属材料成本高，容易粉化，压力容器设备制造难度大。
[0009]为此，亟需设计一种高压低温气态储氢方式压力容器。

技术实现思路

[0010]针对上述问题，本技术的目的是提供一种低温高压储氢压力容器，以解决上述技术问题。
[0011]为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：
[0012]本技术所述的低温高压储氢压力容器，包括容器本体，所述容器本体包括金属内胆、增强编织层、换热导管、保冷层和外护套层；所述金属内胆包括瓶体和设置于瓶体一端的瓶口；所述增强编织层、所述保冷层和所述外护套层从内至外依次套设在所述金属内胆外，且避开所述瓶口；所述换热导管位于所述增强编织层和所述保冷层之间，且环绕所
述金属内胆的侧壁和底部，其两端伸出所述容器本体顶部外，所述换热导管的两端位于所述容器本体的开口的两侧。
[0013]所述的低温高压储氢压力容器，优选地，所述金属内胆的材料为杜瓦钢。
[0014]所述的低温高压储氢压力容器，优选地，所述增强编织层包括由碳纤维材料制成的碳纤维层和由芳纶纤维制成的芳纶纤维层。
[0015]所述的低温高压储氢压力容器，优选地，所述换热导管的材料为不锈钢。
[0016]所述的低温高压储氢压力容器，优选地，所述换热导管内通入冷媒或热媒，所述冷媒采用液氮、低温氮气或液态二氧化碳，所述热媒为常温或加热氮气。
[0017]所述的低温高压储氢压力容器，优选地，所述换热导管的两端均设置有导管接头，两个导管接头均连接一个调压阀后接入冷媒或热媒存储送入装置。
[0018]所述的低温高压储氢压力容器，优选地，所述调压阀内设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器用于监测通过调压阀的冷媒或热媒的温度，所述压力传感器用于监测通过调压阀的冷媒或热媒的压力。
[0019]所述的低温高压储氢压力容器，优选地，所述保冷层包括至少三层由气凝胶材质制成的毡垫。
[0020]所述的低温高压储氢压力容器，优选地，所述外护套层的材料为高密度聚乙烯材料。
[0021]本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0022](1)提高同压力条件下储氢密度20
‑
50％；
[0023](2)无需低至液氢超低温环境，一般为
‑
80～
‑
200℃，与液氢相比低温环境能耗低；
[0024](3)无需加氢、脱氢反应；
[0025](4)对氢气无污染，储存高纯氢气，无需净化装置；
[0026](5)充放氢速率快；
[0027](6)放氢后无需增加压缩装置就能获得较高的储存压力。
附图说明
[0028]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0029]图1是本技术的容器本体的剖面结构示意图。
[0030]附图中各标记表示如下：
[0031]1‑
金属内胆；101
‑
瓶体；102
‑
瓶口；2
‑
增强编织层；3
‑
换热导管；301
‑
导管接头；4
‑
保冷层；5
‑
外护套层。
具体实施方式
[0032]下面将参照附图更详细地描述本技术的示例性实施方式。虽然附图中显示了本技术的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本技术，并且能够将本技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0033]本技术提供了一种低温高压储氢压力容器，通过特定增强编织层、换热导管、保冷层和外护套层结构的高压储氢压力容器，使其既能够承受高达100MPa的压力，又能耐受深冷低温。
[0034]如图1所示，本技术提供的低温高压储氢压力容器，包括容器本体，容器本体为一端具有开口的容器状；容器本体包括金属内胆1、增强编织层2、换热导管3、保冷层4和外护套层5；金属内胆1包括瓶体101和设置于瓶体101一端的瓶口102；增强编织层2、保冷层4和外护套层5从内至外依次套设在金属内胆1外，且避开瓶口102；换热导管3位于增强编织层2和保冷层4之间，且环绕金属内胆1的侧壁和底部，换热导管3两端伸出容器本体顶部外，换热导管3的两端位于容器本体的开口的两侧。
[0035]在上述实施例中，优选地，金属内胆1的材料为杜瓦钢。
[0036]在上述实施例中，优选地，增强编织层2包括由碳纤维材料制成的碳纤维层和由芳纶纤维制成的芳纶纤维层。
[0037]在上述实施例中，优选地，换热导管3的材料为不锈钢。
[0038]在上述实施例中，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温高压储氢压力容器，其特征在于，包括容器本体，所述容器本体包括金属内胆、增强编织层、换热导管、保冷层和外护套层；所述金属内胆包括瓶体和设置于瓶体一端的瓶口；所述增强编织层、所述保冷层和所述外护套层从内至外依次套设在所述金属内胆外，且避开所述瓶口；所述换热导管位于所述增强编织层和所述保冷层之间，且环绕所述金属内胆的侧壁和底部，其两端伸出所述容器本体顶部外，所述换热导管的两端位于所述容器本体的开口的两侧。2.根据权利要求1所述的低温高压储氢压力容器，其特征在于，所述金属内胆的材料为杜瓦钢。3.根据权利要求1所述的低温高压储氢压力容器，其特征在于，所述增强编织层包括由碳纤维材料制成的碳纤维层和由芳纶纤维制成的芳纶纤维层。4.根据权利要求1所述的低温高压储氢压力容器，其特征在于，所述换热导管的材料为不锈钢。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：单彤文，张超，侯海龙，侯建国，王秀林，姚辉超，张瑜，段品佳，穆祥宇，宋鹏飞，隋依言，周树辉，张雨晴，黄辉，
申请(专利权)人：中海石油气电集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：