大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，包括：桩基础，与地面固定，桩基础上设置有承台；罐底保冷层，层叠设置于承台的顶部；储罐本体，底部与罐底保冷层固定，储罐本体内部具有存储液氢的空腔；储罐本体包括从外之内依次设置的预应力混凝土外罐、珍珠岩层、弹性毡层和内罐；金属吊顶，设置于储罐本体的顶部，其外边沿与储罐本体的珍珠岩层连接；预应力混凝土穹顶，设置于金属吊顶的上方，其外边沿与储罐本体的预应力混凝土外罐顶部固定；桩基础、储罐本体的预应力混凝土外罐和预应力混凝土穹顶内均预制有预应力钢筋。本实用新型专利技术能够解决大规模低温存储液氢的问题，并通过所述设备的气密系统确保低温存储液氢设备的安全平稳运行。的安全平稳运行。的安全平稳运行。

【技术实现步骤摘要】
大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐


[0001]本技术涉及液氢存储容器设备
，具体是关于一种大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐。

技术介绍

[0002]能源一直是人类发展的永恒话题，也是国家发展的重要战略资源。综合目前可利用的新型能源，全球一致认为氢能是替代化石燃料的最佳能源。随着氢燃料电池和电动汽车的迅速发展与产业化，氢源技术及氢能基础设施的研究和建设已引起各个国家的高度关注。氢能行业发展势头持续向好，氢能的发展已到了一个关键时期，从过去的“未来能源”，如今正一步步走向大规模应用。
[0003]氢能源作为理想的新型能源制约其实用化、规模化的关键是储氢。目前获得广泛关注的储氢技术主要有高压储氢、金属氢化物储氢以及低温液态储氢。低温液态储氢技术具有单位质量和单位体积储氢密度大的绝对优势。液化储氢是将氢气压缩后深冷到21K以下使之液化成液氢，然后存入特制的绝热真空容器中保存。由于液氢密度为70.78kg/m3，是标况下氢气密度0.08342kg/m3的近850倍，即使将氢气压缩至15MPa，甚至35、70MPa，其单位体积的储存量也比不上液态储存。单从储能密度上考虑，低温液态储氢是一种十分理想的方式。
[0004]然而，目前，我国的低温液态存储技术还处于一个滞后的阶段，低温液态存储装置均不能大规模低温存储液氢。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本技术的目的是提供一种大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，能够解决大规模低温存储液氢的问题，并通过所述设备的气密系统确保低温存储液氢设备的安全平稳运行。
[0006]为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：
[0007]本技术所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，包括：桩基础，与地面固定，所述桩基础上设置有承台；罐底保冷层，层叠设置于所述承台的顶部；储罐本体，底部与所述罐底保冷层固定，所述储罐本体内部具有存储液氢的空腔；所述储罐本体包括从外之内依次设置的预应力混凝土外罐、珍珠岩层、弹性毡层和内罐；金属吊顶，设置于所述储罐本体的顶部，其外边沿与所述储罐本体的珍珠岩层连接；预应力混凝土穹顶，设置于所述金属吊顶的上方，其外边沿与所述储罐本体的预应力混凝土外罐顶部固定；所述桩基础、所述储罐本体的预应力混凝土外罐和所述预应力混凝土穹顶内均预制有预应力钢筋。
[0008]所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，优选地，所述金属吊顶边沿和所述珍珠岩层之间设置有波纹结构吊顶。
[0009]所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，优选地，所述金属吊顶和所述珍珠岩层的连接处设置有珍珠岩挡板。
[0010]所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，优选地，所述金属吊顶上部设置有吊顶玻璃棉保温层；所述金属吊顶上设置有吊顶泄放口。
[0011]所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，优选地，所述预应力混凝土穹顶底部设置有穹顶衬板；所述预应力混凝土穹顶一侧设置有珍珠岩加注口，所述珍珠岩加注口贯穿所述预应力混凝土穹顶后伸入所述储罐本体的珍珠岩层的环形空间上部。
[0012]所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，优选地，还包括进料系统，用于对储罐本体进行进料；所述进料系统包括，进料管体、第一进料管线和第二进料管线；所述进料管体设置于所述储罐本体内部，所述进料管体底部与内罐底部固定；料原通过第一进料管线与所述进料管体连通；料原通过第二进料管线与所述储罐本体内部空腔连通；所述第一进料管线和所述第二进料管线上分别设置有第一阀门。
[0013]所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，优选地，还包括泵外输系统，用于将内部液氢输送至储罐本体外；所述泵外输系统包括泵井、液氢输送泵和第一输出管线；所述泵井设置在所述储罐本体内，所述泵井内设置所述液氢输送泵，所述液氢输送泵通过第一输出管线与外部存储装置连接，所述第一输出管线上有第二阀门。
[0014]所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，优选地，还包括氢气蒸发气处理系统，用于排除过量的氢气蒸发气体；所述氢气蒸发处理系统包括第二输出管线；所述储罐本体内部腔体通过第二输出管线与外部氢气收集装置连接。
[0015]所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，优选地，还包括超压保护系统，用于在储罐超压时对储罐进行压力控制保护；所述超压保护系统包括第三输出管线和压力安全阀；所述储罐本体内部腔体通过第三输出管线与外部回收管连接；所述第三输出管线上设置有压力安全阀。
[0016]所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，优选地，还包括真空保护系统，用于在储罐负压时对储罐进行压力控制保护；所述真空保护系统包括输入管线和真空安全阀；H2或H
e
惰性气体通过输入管线与所述储罐本体腔体连接；所述输入管线上设置有真空安全阀。
[0017]本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0018](1)在存储压力方面，本技术与常规低温烃类大型预应力混凝土储罐相比，存储压力提升较大，常规储罐一般设计压力较低，小于29KPa(G)，只有外罐壁墙体中布置预应力钢筋；本技术储罐压力为0.6MPa(G)，存储压力大。
[0019](2)在预应力混凝土设计方面，本技术与常规低温烃类大型预应力混凝土储罐相比，预应力混凝土设计占比突出，常规储罐只有外罐壁墙体中布置预应力钢筋，而本技术储罐在底部承台、外罐壁墙体、顶部混凝土穹顶中均布置预应力钢筋，在底部桩承台、外罐墙体连接处加强了外罐底部厚度，在外罐墙体和穹顶连接处加强了外罐上部厚度，从而可以实现相对较高的储罐结构操作压力。
[0020](3)在储罐存储容积方面，突破罐容限制，本技术存储有效容积可最高可达27万方。与常规低温烃类的球罐罐型比较，突破了底部支撑应力设计、运输以及板材高效利用、安装焊接及更大容积储罐很难再选择球罐罐型的难题，实现了大容积存储液烃的问题；
[0021](4)在混凝土强度方面，充分利用混凝土拉伸极限，本技术存储可以达到最高设计压力0.6MPa(G)，该压力基本为高强混凝土拉伸强度极限(一般混凝土抗压而不抗拉
伸)。
附图说明
[0022]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：
[0023]图1是本技术的剖视结构示意图；
[0024]图2是本技术的俯视结构示意图；
[0025]图3是本技术的桩基础与储罐本体连接的局部放大示意图；
[0026]图4是本技术的金属吊顶、预应力混凝土穹顶与储罐本体连接的局部放大示意图；
[0027]图5是本技术的波纹结构吊顶的结构示意图。
[0028]附图中各标记表示如下：
[0029]1‑
桩基础；2
‑
预应力混凝土外罐；3
‑
内罐；4<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，其特征在于，包括：桩基础，与地面固定，所述桩基础上设置有承台；罐底保冷层，层叠设置于所述承台的顶部；储罐本体，底部与所述罐底保冷层固定，所述储罐本体内部具有存储液氢的空腔；所述储罐本体包括从外之内依次设置的预应力混凝土外罐、珍珠岩层、弹性毡层和内罐；金属吊顶，设置于所述储罐本体的顶部，其外边沿与所述储罐本体的珍珠岩层连接；预应力混凝土穹顶，设置于所述金属吊顶的上方，其外边沿与所述储罐本体的预应力混凝土外罐顶部固定；所述桩基础、所述储罐本体的预应力混凝土外罐和所述预应力混凝土穹顶内均预制有预应力钢筋。2.根据权利要求1所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，其特征在于，所述金属吊顶边沿和所述珍珠岩层之间设置有波纹结构吊顶。3.根据权利要求1所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，其特征在于，所述金属吊顶和所述珍珠岩层的连接处设置有珍珠岩挡板。4.根据权利要求1所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，其特征在于，所述金属吊顶上部设置有吊顶玻璃棉保温层；所述金属吊顶上设置有吊顶泄放口。5.根据权利要求1所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，其特征在于，所述预应力混凝土穹顶底部设置有穹顶衬板；所述预应力混凝土穹顶一侧设置有珍珠岩加注口，所述珍珠岩加注口贯穿所述预应力混凝土穹顶后伸入所述储罐本体的珍珠岩层的环形空间上部。6.根据权利要求1所述的大型吊顶结构低压液氢混凝土储罐，其特征在于，还包括进料系统，用于对储罐本体进行进料；所述进料系统包括，进料管体、第一进料管线和第二进料管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，扬帆，肖立，彭延建，计宁宁，李宇航，张博超，夏梦莹，黄欢，陈团海，赵铭睿，刘洋，钟曦，李安琪，
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：