一种深冷液化气体储存容器

技术领域

本发明属于深冷液体储存和运输技术领域，具体涉及一种深冷液化气体储存容器。

背景技术

液氢、液氦是一种深冷液化气体，常压下液氦的沸点为－269℃，液氢的为－253℃，并且其汽化潜热非常小，所以在液氢、液氦的生产、运输和存储过程中均采取绝热措施以最大限度地减少介质的损耗。

现有储存容器采用的绝热方式一般为单一高真空多层绝热结构，或者高真空多层绝热与内置冷屏复合结构；单一高真空多层绝热结构可满足液化天然气、液氮、液氧等一般低温液体绝热存储要求，对于液氢、液氦的存储存在蒸发率过大，无损储存时间短的缺点，而高真空多层绝热与内置冷屏复合结构虽然能满足液氢、液氦的存储要求，但这种结构设置在内容器与外壳的夹层之间，并且需要在夹层空间设置专门的冷屏液体容器，导致储存液氢、液氦介质的内容器容积减少，同时制造工艺复杂，并且由于其位于夹层空间，一旦冷屏液体容器出现质量问题，无法直接实施维修，将导致整个低温容器停用，如处理不及时，甚至出现安全事故。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种深冷液化气体储存容器，解决现有储存容器蒸发率高，无损储存时间短，结构复杂，安全性不高等问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种深冷液化气体储存容器，包括内容器、外壳、绝热层和冷屏组件；

所述内容器为储存介质的容器，外壳套在内容器外部且内容器和外壳之间的密闭夹层空间为高真空环境，所述绝热层缠绕在内容器外表面；

所述冷屏组件包括外加强冷却圈、冷却介质容器、冷却控制管路和放散管路；外加强冷却圈固定在外壳外壁上并在外壳上形成封闭的冷却通道，冷却介质容器设在外壳侧部，冷却介质容器通过冷却控制管路与冷却通道连通，冷却通道与放散管路连通，冷却介质容器内的冷却介质通过冷却控制管路流入冷却通道以对外壳进行冷却，最终通过放散管路排入大气。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，所述外加强冷却圈的截面为U形、半圆形或半椭圆形，外加强冷却圈焊接在外壳外壁上以形成密封的冷却通道，外加强冷却圈还能与外壳共同承受大气压力。

具体的，所述外加强冷却圈包括周向加强冷却圈和纵向加强冷却圈；每个周向加强冷却圈沿外壳的周向布设，多个周向加强冷却圈沿外壳的轴向均布，纵向加强冷却圈与外壳的轴向平行并连通各周向加强冷却圈。

具体的，所述冷却介质容器为低温绝热容器，其内储存的冷却介质为液氮。

具体的，所述冷却介质容器为一个或多个，并均设在外壳侧部或端部。

具体的，所述冷却控制管路上设有调节阀和测温装置以控制冷却介质的流量，从而给外壳提供持续的冷量，满足外壳稳定低温的需要。

具体的，所述放散管路上设有单向阀。

具体的，所述内容器包括内容器筒体及其两端的内容器封头；所述内容器封头为圆弧状。

具体的，所述外壳包括外壳筒体及其两端的外壳封头；所述外壳封头为圆弧状。

具体的，所述绝热层包括反射屏和间隔材料层。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明能够满足液氢、液氦介质长期的储运需要，解决现有储运容器蒸发率高，无损储存时间短，结构复杂，安全性不高的问题。

本发明充分利用低温容器固有的外部加强圈作为冷却管路，配合相应的冷却容器组成冷屏，实现深冷介质的绝热保冷，不需要另外设置专门的冷却管路。

本发明的冷屏组件位于外壳及其两侧，不占用容器夹层空间，相应的增加内容器容积，同时结构简单，便于使用和维护。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为本发明侧视图。

附图标记含义：

1.内容器，2.外壳，3.绝热层，4.冷屏组件；41.外加强冷却圈，42.冷却介质容器，43.冷却控制管路，44.放散管路，411.周向加强冷却圈，412.纵向加强冷却圈。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：

一种深冷液化气体储存容器，包括内容器1、外壳2、绝热层3和冷屏组件4。

内容器1为储存介质的容器，外壳2套在内容器1外部且内容器1和外壳2之间的密闭夹层空间为高真空环境(以隔绝气体导热)，绝热层3缠绕在内容器1外表面。

冷屏组件4包括外加强冷却圈41、冷却介质容器42、冷却控制管路43和放散管路44；外加强冷却圈41固定在外壳2外壁上并在外壳2上与其形成封闭的冷却通道，冷却介质容器42设在外壳2侧部，冷却介质容器42通过冷却控制管路43与冷却通道连通，冷却通道与放散管路44连通，冷却介质容器42内的冷却介质通过冷却控制管路43流入冷却通道以对外壳2进行冷却，最终通过放散管路44排入大气。冷屏组件4能实现外壳的冷却，使外壳持续处于一种低温状态(外壳温度远低于环境温度)，减少外壳和内容器之间温差的目的，从而大幅降低内容器的热输入，达到深冷介质绝热保冷的要求。

外加强冷却圈41的端部截面为U形、半圆形或半椭圆形，外加强冷却圈41焊接在外壳2外壁上以形成密封的冷却通道，外加强冷却圈41还能与外壳2共同承受大气压力。

外加强冷却圈41包括周向加强冷却圈411和纵向加强冷却圈412；每个周向加强冷却圈411沿外壳2的周向布设，多个周向加强冷却圈411沿外壳2的轴向均布，纵向加强冷却圈412与外壳2的轴向平行并连通各周向加强冷却圈411。周向加强冷却圈411、纵向加强冷却圈412的尺寸、位置以及数量，均可根据实际需要进行调整。

冷却介质容器42为低温绝热容器，其内储存的冷却介质为液氮。常压下液氮的沸点为－196℃，与常压下液氢、液氦的沸点相近，同时液氮也是空气的主要成分，无毒、无害，可直接排放，价格低廉。

冷却介质容器42为一个或多个，并均设在外壳侧部或端部。

冷却控制管路43上设有调节阀和测温装置以控制冷却介质的流量，从而给外壳2提供持续的冷量，满足外壳2稳定低温的需要。

放散管路44上设有单向阀。冷却介质对外壳2进行冷却降温后从放散管路44排出。

内容器1包括内容器筒体及其两端的内容器封头；内容器封头为圆弧状。

外壳2包括外壳筒体及其两端的外壳封头；外壳封头为圆弧状。

绝热层3包括反射屏和间隔材料层。本实施例中，绝热层是由反射屏和间隔材料组成的复合多层绝热结构，以减少外壳和内容器辐射传热；绝热层的层数为40层～80层；反射屏可采用铝箔、镀铝涤纶薄膜或等效材料，间隔材料采用玻璃纤维纸或布、化学纤维纸或布、填碳纸或等效材料。

内容器、外壳和冷屏组件均为不锈钢材质。

工作时，液氮通过冷却及控制管路43控制液氮流入外加强冷却圈41组成的冷却通道，冷却通道环绕外壳2周向和轴向，最终通过放散管路44排入大气；冷屏组件实现外壳的冷却，减少外壳2和内容器1之间温差的目的，从而大幅降低内容器1的热输入，达到深冷介质绝热保冷的要求。为了抵抗大气压力、最大化内容器容积和提高容器经济性，一般在外壳上设置外加强冷却圈41。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。