一种液氢容器用真空绝热结构制造技术

本发明专利技术公开一种液氢容器用真空绝热结构，属于深冷压力容器的绝热技术领域，该结构包括包覆在内容器外表面的内容器绝热被、包覆在支承外侧的支承绝热被和包覆在管路外侧的管路绝热被，其还包括包覆在外容器内表面的外容器绝热被，外容器绝热被、内容器绝热被、支承绝热被和管路绝热被围合形成夹层通道；所述的外容器绝热被通过固定钉固定于外容器的内表面，外层绝热被包括设置在外容器筒体内表面的外筒体绝热被和设置在外容器封头内表面的外封头绝热被；每层外筒体绝热被和外封头绝热被均由绝热被子单元拼接而成；所述的外筒体绝热被和外封头绝热被的内侧均设有绝热被载体并用无碱玻璃纤维带绑扎，该结构能提升整个真空绝热结构的绝热效能。结构的绝热效能。结构的绝热效能。

【技术实现步骤摘要】
一种液氢容器用真空绝热结构


[0001]本专利技术涉及真空绝热深冷压力容器的绝热
，尤其涉及一种液氢容器用真空绝热结构，适用于拥有超多反射屏、超厚绝热结构的低温介质储运装备。

技术介绍

[0002]低碳零碳负碳的液氢已运用于航天、军事领域，依据液氢的特性和液氢储运的优越性，在氢能发展备受关注的当下，液氢在民用领域，尤其是氢能产业的应用场景十分广阔，标志着液氢时代即将到来。
[0003]目前液氢储运装备均采用夹套式高真空多层绝热方式，其结构原理是将高反射率的金属薄膜和低导热率的间隔材料交替组合的多层绝热材料包覆在真空夹套内的低温壳体外，当夹套内被抽空至≤10
‑2Pa的高真空，真空夹套和其中的多层绝热材料形成一个完整的高真空多层绝热结构，实现有效绝热。
[0004]航天及军事领域液氢储运装备一般使用混合结构的多层绝热材料，其中包含化学纤维纸、双面镀铝箔膜、添加活性炭的吸附纸等可燃材料；民用液氢储运装备使用环境和使用工况较航天及军事环境更加复杂多样，出于安全考虑，目前民用液氢储运装备中不允许使用可燃绝热材料。另外，因为液氢沸点为
‑
252.7℃，具有极低的容积汽化潜热，极易汽化，对储运容器绝热性能要求极高。常规全阻燃绝热结构包覆在低温内容器上，依靠增加反射屏的数量(≥90个反射屏)来实现液氢超高的绝热要求。反射屏和间隔层均为薄膜材料，具有很大的表面积，其表面吸附大量的气体，超多层数超厚结构致使绝热结构中间及贴近内容器侧的绝热结构层间气体很难被抽空排出，低温层间压强＞10r/>‑2Pa，这部分由于残余气体造成的层间气体分子对流传热会急剧增加，从而导致设备整体绝热性能下降，抵消真空多层绝热自身的“超级绝热”效能。
[0005]现有技术中的液氢容器大多是在真空夹层内的内容器的外部设置绝热被，以此来对内容器内的液氢保温，此类方式存在以下弊端：其一，绝热层过多，深层绝热材料吸附气体分子穿行阻力增大，导致氮气置换和抽空效率低下，抽空周期大幅度增加，过程能耗大增，生产成本大幅增加；其二，绝热层过多，致使绝热结构中间及贴近内容器侧的绝热结构层间气体很难被置换氮气分子置换并被抽空排出，导致真空抽除的不够彻底，层间残余气体对流导热过大，部分抵消真空多层绝热“超级绝热”的效果。其三，层间残余气体逸出阻力增大，抽空效果差，在使用过程中，绝热材料不断释放的气体分子，会使夹层真空度下降，导致吸附剂过早吸附饱和，严重影响液氢容器真空寿命。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种液氢容器用真空绝热结构，以解决绝热结构容器抽空效率差、抽空周期长、能耗大、真空寿命短，绝热被结构的绝热性差等问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术涉及一种液氢容器用真空绝热结构，其包括包覆在内容器外表面的内容器
绝热被、包覆在支承外侧的支承绝热被和包覆在管路外侧的管路绝热被，其还包括包覆在外容器内表面的外容器绝热被，外容器绝热被、内容器绝热被、支承绝热被和管路绝热被围合形成夹层通道；所述的外容器绝热被通过固定钉固定于外容器的内表面，外层绝热被包括设置在外容器筒体内表面的外筒体绝热被和设置在外容器封头内表面的外封头绝热被；每层外筒体绝热被和外封头绝热被均由外容器绝热被子单元拼接而成，同层外筒体绝热被中相邻外容器绝热被子单元的起始端错开，环状拼缝处重叠，相邻两层外筒体绝热被的环状拼缝及纵向拼缝均相互错开；相邻两层外封头绝热被的径向拼缝错开；所述的外筒体绝热被和外封头绝热被的内侧均设有绝热被载体并用无碱玻璃纤维带绑扎，绝热被载体的内侧用工艺卡片与固定钉连接，外筒体绝热被和外封头绝热被的绝热被载体相互接触但不重叠，相邻绝热被载体的拼缝处用铝箔胶带全长度粘封。
[0009]优选地，所述的外容器绝热被与外容器内表面之间存在间隙，所述的固定钉贯穿外容器绝热被和绝热被载体，固定钉靠近内容器的一端通过弯折部承载外容器绝热被和绝热被载体；所述的绝热被载体的采用厚度为8mm～25mm的玻璃纤维毡或纳米气凝胶毡，亦或者采用厚度为0.02mm～0.5mm的铝箔。
[0010]优选地，所述的绝热被载体的内侧位于设置固定钉的位置设有固定钉隔热垫，固定钉隔热垫覆盖固定钉的弯折部，固定钉隔热垫的四周采用涤纶线与绝热被载体缝合；所述的固定钉隔热垫的直径为100mm～150mm，固定钉隔热垫包含6～ 10层反射屏。
[0011]优选地，所述的固定钉呈“己”字型，固定钉的外侧部分用于将外容器绝热被和外容器隔开进而形成间隙；固定钉的内侧部分用于安装工艺卡片从而夹紧外容器绝热被和绝热被载体。
[0012]优选地，所述的外容器绝热被子单元包括间隔材料和反射材料，间隔材料和反射材料逐层复合，每块外容器绝热被子单元包含5～10层反射材料，间隔材料边缘超出反射材料边缘3～5mm，反射材料上设有若干透气孔，透气孔总开孔面积不超过反射材料面积的千分之三；所述的外筒体绝热被和外封头绝热中的反射材料的总层数为10～80层。
[0013]优选地，所述的内容器绝热被总层数小于120层，内容器绝热被和外容器绝热被之间的间距不小于10mm。
[0014]优选地，所述的外容器筒体内表面的固定钉设置多排，相邻排固定钉的间距为600mm～1000mm，同一排固定钉间距600mm～1000mm；所述的外容器封头内表面的固定钉设置三圈，同圈相邻的两个固定钉相隔200mm～600mm；所述的无碱玻璃纤维带与固定钉阻隔缠绕搭接固定。
[0015]优选地，所述的同层外筒体绝热被的环状拼缝重叠50～100mm；所述的相邻两层外筒体绝热被的环状拼缝至少错开200mm，纵向拼缝至少错开500mm；所述的相邻两层外封头绝热被的径向拼缝至少错开15
°
。
[0016]优选地，所述的外容器上开设有开孔，外容器绝热被在对应开孔的位置剪开，内容器绝热被的外侧对应开孔的位置设置内容器补偿绝热被，内容器补偿绝热被的直径比开孔的直径大200mm～400mm，内容器补偿绝热被通过涤纶线与内容器绝热被缝合，所述的内容器绝热被的外侧对应外容器封头与外容器筒体的焊缝处包裹焊缝补偿绝热被。
[0017]优选地，所述的外容器的内部设有加强圈时，加强圈的内表面包裹加强圈反射屏，加强圈反射屏由1～3层覆盖全宽度的铝箔胶带构成。
[0018]与现有技术相比，采用本专利技术提供的技术方案具有以下技术效果：
[0019]1.本专利技术涉及的一种液氢容器用真空绝热结构针对真空多层绝热结构中常温端以辐射传热为主、低温端以传导漏热为主的特点，不仅在内容器外表面、支撑外侧及管路外侧包裹了绝热被，还在外容器的内表面包裹外容器绝热被，相当于给内容器绝热结构增加了一个冷屏，从而显著降低辐射漏热量，提升整个真空绝热结构的绝热效能。
[0020]2.本专利技术涉及的一种液氢容器用真空绝热结构中外容器绝热被、内容器绝热被、支承绝热被和管路绝热被围合形成夹层通道，该夹层通道有效减薄外容器绝热被和内容器绝热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液氢容器用真空绝热结构，其包括包覆在内容器外表面的内容器绝热被、包覆在支承外侧的支承绝热被和包覆在管路外侧的管路绝热被，其特征在于：其还包括包覆在外容器内表面的外容器绝热被，外容器绝热被、内容器绝热被、支承绝热被和管路绝热被围合形成夹层通道；所述的外容器绝热被通过固定钉固定于外容器的内表面，外层绝热被包括设置在外容器筒体内表面的外筒体绝热被和设置在外容器封头内表面的外封头绝热被；每层外筒体绝热被和外封头绝热被均由外容器绝热被子单元拼接而成，同层外筒体绝热被中相邻外容器绝热被子单元的起始端错开，环状拼缝处重叠，相邻两层外筒体绝热被的环状拼缝及纵向拼缝均相互错开；相邻两层外封头绝热被的径向拼缝错开；所述的外筒体绝热被和外封头绝热被的内侧均设有绝热被载体并用无碱玻璃纤维带绑扎，绝热被载体的内侧用工艺卡片与固定钉连接，外筒体绝热被和外封头绝热被的绝热被载体相互接触但不重叠，相邻绝热被载体的拼缝处用铝箔胶带全长度粘封。2.根据权利要求1所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的外容器绝热被与外容器内表面之间存在间隙，所述的固定钉贯穿外容器绝热被和绝热被载体，固定钉靠近内容器的一端通过弯折部承载外容器绝热被和绝热被载体；所述的绝热被载体的采用厚度为8mm～25mm的玻璃纤维毡或纳米气凝胶毡，亦或者采用厚度为0.02mm～0.5mm的铝箔。3.根据权利要求2所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的绝热被载体的内侧位于设置固定钉的位置设有固定钉隔热垫，固定钉隔热垫覆盖固定钉的弯折部，固定钉隔热垫的四周采用涤纶线与绝热被载体缝合；所述的固定钉隔热垫的直径为100mm～150mm，固定钉隔热垫包含6～10层反射屏。4.根据权利要求2所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的固定钉呈“己”字型，固定钉的外侧部分用于将外容器绝热被和外容器隔开进而形成间隙；固定钉的内侧部分用于安装工艺卡片从而夹紧外容器绝热被和绝热被载体。5.根据权利要求1所述的液氢容器用真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：Ť，
申请(专利权)人：杭州富士达特种材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：