卧式液氢储罐用支撑结构制造技术

本发明专利技术公开了氢能及深冷储存技术领域的卧式液氢储罐用支撑结构，由双壳卧式圆筒形储罐、夹层绝热材料、支撑结构组成，所述支撑结构包括内罐竖向支撑结构、内罐周向支撑结构以及外罐支座。采用本发明专利技术能够解决现有技术中液氢储罐支撑结构支撑强度弱、冷量损失大的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
卧式液氢储罐用支撑结构


[0001]本专利技术属于氢能及深冷储存
，具体涉及一种卧式液氢储罐。

技术介绍

[0002]卧式液氢储罐为双层圆筒形储罐，具有制造装配难度低，既固定式储存也可用于移动式运输储存等优势。上述液氢储罐需具备以下功能：1)为充装绝热材料，并保持内罐绝热均匀，内外罐夹层之间需确保一定均匀空隙的环形空间；2)内罐的所有金属及内部介质重量需要外罐支撑；3)液氢储罐运行中，在外部载荷如风、地震以及物料装卸过程，内罐相对外罐不宜发生整体竖向或水平轴向与横向位移以及环向扭转位移。4)内罐因储存低温介质，正常运行过程中存在冷缩，故內罐水平与竖向不宜固支约束。5)夹层中支撑结构的冷量损失对液氢储罐整体绝热效果影响较大。
[0003]工程中通常在内外罐环形夹层中设有支撑结构，竖向支撑结构通常采用吊杆或支柱，而水平支撑结构通常采用径向支撑杆，吊杆或支撑杆件一端与内罐外壁相连，另一端与外罐内壁相连，端部连接一般采用吊钩。此方案存在以下问题：
[0004](1)支撑杆件为金属制品，导热系数较高，如果支撑杆件长度较短，支撑杆件两端温度差较小，容易造成外罐局部存在冷点，如外罐采用普通碳钢材料，则会存在冷脆风险。同时支撑杆件造成的储罐冷量损失严重，导致储罐整体绝热效果不佳，蒸发率较高。
[0005](2)因内外罐夹层空间直线距离非常小，如内外罐罐壁径向直接相连而限制内罐整体横向位移，水平支撑杆将非常短，冷量损失非常大，且温度沿支撑杆长度得不到有效衰减。
[0006](3)支撑连杆与罐壁支座连接采用吊钩，承载能力较弱，且吊钩连接为万向结构，连杆端部与支座不仅能产生相对转角，还会发生相对位移。不能完全有效的限制内罐在外载荷作用的整体的竖向位移。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种卧式液氢储罐用支撑结构，以解决现有技术中液氢储罐支撑结构支撑强度弱、冷量损失大的技术问题。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0009]卧式液氢储罐用支撑结构，由双壳卧式圆筒形储罐、夹层绝热材料、支撑结构组成，所述双壳卧式圆筒形储罐由内罐筒体与外罐筒体组成，在内罐筒体与外罐筒体之间的环形空间内充填夹层绝热材料，其特征在于：所述支撑结构包括内罐竖向支撑结构、内罐周向支撑结构以及外罐支座；所述内罐竖向支撑结构设置于内罐筒体与外罐筒体间的环形空间内，沿储罐轴向方向左右对称多组均匀布置，为竖向支柱结构；所述内罐周向支撑结构设置于内罐筒体与外罐筒体的环形空间内，为水平曲杆结构，沿储罐轴向方向上下对称多组均匀布置；所述外罐支座与内罐竖向支撑结构同轴布置，与外罐筒体贯通连接，所述内罐竖向支撑结构向下伸至外罐竖向支撑结构内。
[0010]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述内罐竖向支撑结构沿储罐轴向方向左右对称多组均匀布置，其中设置在储罐轴向中心处的内罐竖向支撑结构为固定式竖向支撑结构，其余两侧为活动式竖向支撑结构。
[0011]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述内罐竖向支撑结构包括竖向支柱、顶部支座、底部支座和万向轮。所述竖向支柱顶端通过顶部支座连接在内罐筒体上，竖向支柱底端通过底部支座连接在外罐支座上。其中固定的竖向支座中的底部支座与外罐支座焊接连接，活动竖向支座中的底部支座底端设有万向轮。
[0012]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述竖向支柱与顶部支座和底部支座间均设有连杆球绞结构。
[0013]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述内罐竖向支撑结构中的竖向支柱底端通过底部支座连接在外罐支座底板上，所述竖向支柱与外罐支柱的环形空间内填满绝热材料。
[0014]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述内罐竖向支撑结构的顶部支座与内罐筒体内壁连接处设有内部加强圈，用于加强顶部支座处的内罐筒体局部强度与刚度。
[0015]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述外罐支座包括外罐支柱和外罐支柱底板。外罐支柱采用钢管卷制成斜锥结构，与外罐筒体贯通。外罐支柱和外罐支柱底板焊接在一起。
[0016]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：在外罐支柱与外罐筒体连接处设有外部加强圈，用于加强外罐支座处外罐筒体局部强度与刚度。所述外部加强圈在外罐支柱处断开。
[0017]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述内罐周向支撑结构包括周向支撑杆，内侧端部支座和外侧端部支座；所述周向支撑杆通过外侧端部支座连接在外罐筒体上，周向支撑杆与内侧端部支座以及外侧端部支座之间均设有连杆球绞结构。内侧端部支座垂直焊接在在内罐筒体竖向中心线上。所述外侧端部支座垂直焊接在外罐筒体圆周线上。周向支撑杆为两段曲杆结构，曲杆弧线与内罐筒体同心。周向支撑杆的规格与长度根据传热与强度计算确定。
[0018]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述内罐周向支撑结构沿液氢储罐内罐圆周方向切线布置，上下各一根反向布置。
[0019]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述卧式液氢储罐外罐支撑结构与内罐竖向支柱同轴布置，外罐支撑结构采用钢板卷制，与外罐壳体贯通。内罐竖向支柱向下伸至外罐支柱内，其中固定式竖向支柱与外罐支柱底板固定，活动式竖向支柱底部采用万向轮结构。
[0020]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述连杆球绞结构，采用法兰加持的球型连接结构，能限制支柱水平横向转动一定角度，但不能发生水平轴向转动。
[0021]本专利技术卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述连杆球绞结构的支座侧法兰与连杆侧法兰设有绝热垫片，垫片材料可为硬质聚氨酯。
[0022]采用本专利技术，具有如下的有益效果：
[0023](1)内罐采用竖向支柱结构，支柱端部支座设置在内罐水平切线处。当内罐冷缩
时，因上下半圆筒对称，支柱不产生竖向的冷缩变形。因为竖向支柱两端均为球型铰接连接能水平左右摆动，内罐的径向冷缩没有限制。竖向吊杆不仅承受内罐金属重和介质重，同时限制了内罐整体的竖向位移。(2)液氢储罐外罐支柱与内罐竖向支柱同轴布置，外罐支柱采用板卷结构并与外罐壳体贯通。内罐竖向支柱向下伸至外罐支柱内。该结构能使竖向支柱长度得到加长，竖向支柱靠近外罐支柱端部温度将衰减到常温。加长竖向支柱能有效减少冷量沿竖向支柱的损失，确保了液氢储罐整体绝热效果，同时确保竖向支柱与外罐接触点处不发生冷脆风险。(3)内罐金属重与介质重通过内罐竖向支柱直接传递到土建基础上，外罐支座仅支撑外罐金属重与夹层绝热材料重。此方案有效降低了外罐壳体承载过大带来的安全风险。
[0024](4)内罐竖向支撑结构在储罐轴向中心一组处为固定式竖向支撑结构，其余两侧为活动式竖向支撑结构。固定式竖向支撑结构能限制内罐的整体轴向位移，而两侧的活动式竖向支撑使内罐在低温状况下能自由收缩。
[0025](5)内罐竖向支撑结构与内罐相连的顶部支座处内罐壳体内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.卧式液氢储罐用支撑结构，由双壳卧式圆筒形储罐、夹层绝热材料、支撑结构组成，所述双壳卧式圆筒形储罐由内罐筒体与外罐筒体组成，在内罐筒体与外罐筒体之间的环形空间内充填夹层绝热材料，其特征在于：所述支撑结构包括内罐竖向支撑结构、内罐周向支撑结构以及外罐支座；所述内罐竖向支撑结构设置于内罐筒体与外罐筒体间的环形空间内，沿储罐轴向方向左右对称多组均匀布置，为竖向支柱结构；所述内罐周向支撑结构设置于内罐筒体与外罐筒体的环形空间内，为水平曲杆结构，沿储罐轴向方向上下对称多组均匀布置；所述外罐支座与内罐竖向支撑结构同轴布置，与外罐筒体贯通连接，所述内罐竖向支撑结构向下伸至外罐支柱内。2.根据权利要求1所述的卧式液氢储罐用支撑结构，其特征在于：所述内罐竖向支撑结构沿储罐轴向方向左右对称多组均匀布置，其中设置在储罐轴向中心处的内罐竖向支撑结构为固定式竖向支撑结构，其余两侧为活动式竖向支撑结构。3.根据权利要求1所述的卧式液氢储罐用支撑结构，其特征在于：所述内罐竖向支撑结构包括竖向支柱、顶部支座、底部支座和万向轮；所述竖向支柱顶端通过顶部支座连接在内罐筒体上，竖向支柱底端通过底部支座连接在外罐支座上；其中固定的竖向支座中的底部支座与外罐支座焊接连接，活动竖向支座中的底部支座底端设有万向轮。4.根据权利要求3所述的卧式液氢储罐用支撑结构，其特征在于：所述竖向支柱与顶部支座和底部支座间均设有连杆球绞结构。5.根据权利要求3所述的卧式液氢储罐用支撑结构，其特征在于：所述内罐竖向支撑结构中的竖向支柱底端通过底部支座连接在外罐支座底板上，所述竖...

【专利技术属性】
技术研发人员：许超洋，陈崇刚，陈奎显，缪平，罗聪，崔月辉，
申请(专利权)人：中石化广州工程有限公司中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：