一种固定式高真空绝热液氢卧式贮槽的制作方法

本发明涉及一种固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，属于卧式贮槽领域。

背景技术：

1、目前卧式贮槽设计结构有两种模式，一种是在内容器封头上开大孔，孔内安装锻件制造的回形绕管，这种方式制造难度大，成本高，而且液氢容器一般不允许开大孔。同时这种结构由于是封头两侧支撑，因此这种结构的容器一般都是小容积容器，体积小容量低。第二种为在筒体水平侧面安装4根金属管道作为支撑结构，同时再上下设置限位装置。由于金属管道导热系数大，为了减少热传导，需要增加管道长度，但是管道过长，在内容器进液冷缩以及承受地震载荷时，会产生较大的弯矩，影响储存的安全性。同时管道的直径设置也必须严格控制，如果管道直径过小，使用时作为承重的管道会屈服变形，而管道直径过大时，热传导较大，局部点与外部环境的温差较大，会出现局部结霜现象。同时，这个结构的容器无法进行液氮测试，金属管道承受不了液氮重量产生的弯矩。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种固定式高真空绝热液氢卧式贮槽。本发明能够满足液氢储存要求，具有结构稳固，经济实用，制造简单的优点。

2、本发明的技术方案：一种固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，包括鞍座，鞍座上固定连接有外壳，外壳内放置有用于储存液氢的内容器，内容器主体呈圆柱状，内容器前后端呈球形；该贮槽还包括：

3、底部支撑机构，设置在内容器与鞍座之间且位于内容器的前后端，所述底部支撑机构用于为内容器的两端进行承重与支撑；

4、顶部支撑机构，设置在内容器顶部且与外壳的顶壁相固定，所述顶部支撑机构用于为内容器提供顶部的支撑与固定；

5、水平支撑机构，设置在外壳的两侧且与内容器的侧壁相接，所述水平支撑机构用于为内容器的提供水平的支撑与固定；

6、轴向限位机构，设置在内容器的两端并与鞍座相连接，所述轴向限位机构用于防止内容器发生轴向偏移；

7、管路系统，设置在内容器上且与内容器的内部相通，所述管路系统用于控制液氢流入或流出内容器、调节内容器内部的压强以及检测内容器储氢状态。

8、上述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，所述底部支撑机构包括固定在鞍座上的承重座和设置在内容器两端的第一刚性支座；所述第一刚性支座下端设有第一环槽，第一环槽内连接有第一支撑杆，第一支撑杆内部中空；所述承重座上方固定连接有调整座，调整座上固定连接有第一安装块，第一安装块上方设有第二环槽，第二环槽与第一支撑杆下端相连接；所述第一安装块外侧设有第一保护环；所述调整座上设有第一真空套管座，第一真空套管座环绕在第一保护环和第一支撑杆的外侧。

9、前述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，所述顶部支撑机构包括固定设置在外壳上的第二真空套管座和设置在内容器顶部的第二刚性支座；所述第二真空套管座内固定连接有固定限位块，固定限位块上第三环槽，第三环槽内连接有第二支撑杆，第二支撑杆内部中空；所述第二刚性支座上设有第四环槽，第四环槽与第二支撑杆的下端相连接。

10、前述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，所述水平支撑机构包括固定在外壳侧部的第三真空套管座和设置在内容器侧部的第三刚性支座；所述第三真空套管座内固定连接第二安装块，第二安装块上设有第五环槽，第五环槽内连接有第三支撑杆，第三支撑杆内部中空；所述第三刚性支座上设有第六环槽，第六环槽与第三支撑杆的另一端相连接；所述第二安装块外侧设有第二保护环。

11、前述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，所述轴向限位机构包括固定在鞍座两端的第四真空套管座和固定在内容器两端的第四刚性支座，第四刚性支座上设有圆槽，圆槽内连接有第四支撑杆；所述第四真空套管座内连接有第三安装块，第三安装块上设有第七环槽，第七环槽与第四支撑杆的另一端相连接；所述第三安装块外侧设有第三保护环。

12、前述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，所述内容器包括隔热外壳，隔热外壳内设有储液腔；所述管路系统包括排液管、加液管、降压管和加压管；所述排液管与储液腔的底部相连通，用于输出储液腔中的液氢；所述加液管与储液腔的上部相连通，用于往储液腔内输送液氢；所述降压管设置在储液腔顶部，用于储液腔内部超压时将上部气体排出，对储液腔内部压强进行调节；所述加压管设置在储液腔底部，当储液腔内部负压时为其进行增压，保证排液的效率。

13、前述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，所述排液管上设有第一球阀和第一气动切断阀，第一球阀靠近储液腔；所述排液管上设有有位于第一球阀和第一气动切断阀之间的第一安全阀；所述排液管上连接有位于第一球阀和第一气动切断阀之间的取样管，取样管用于连接氢气分析管路和现场氢气取样；

14、所述加液管上设有第二球阀和第二气动切断阀，第二球阀靠近储液腔；所述加液管上设有位于第二球阀和第二气动切断阀的第二安全阀；

15、所述降压管上并联有第三球阀和第四球阀,第三球阀外端并联有第三安全阀和第四安全阀；所述第四球阀外端并联有第五安全阀和第六安全阀；所述第三安全阀、第四安全阀、第五安全阀和第六安全阀另一端一同有火炬管，火炬管与外部火炬系统相连接；

16、所述加压管上设有从内向外依次设有第七球阀、气动调节阀和自增压器，加压管上还设有位于自增压器外端的第八球阀，第八球阀连接有第一管道，第一管道与内容器顶端相连通。

17、前述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，所述管路系统还包括补气管、测满管、防爆管、第一真空管和第二真空管；所述补气管与储液腔顶部相连接，补气管在排液管增大排液量时，通过补充气体为储液腔内快速增压；所述测满管用于检测储液腔内是否充满液氢，防止往储液腔过量输送液氢使得液氢泄漏；所述防爆管用于在储液腔内部压强过大时自动将气体排出；所述第一真空管和第二真空管用于将隔热外壳内部抽至真空状态，以降低外部热量传导。

18、前述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，所述补气管上设有第九球阀；所述测满管上设有第十球阀；所述防爆管上设有减压阀；所述第一真空管上设有第一阀门；所述第二真空管上设有第二阀门。

19、前述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，所述管路系统还包括第一液位检测管路、第二液位检测管路和第三液位检测管路；所述第一液位检测管路、第二液位检测管路和第三液位检测管路用于随机检测两路液位信息，并将检测液位信息传送至外部中控室，提高准确率；

20、所述第一液位检测管路设置在储液腔的底部；所述第一液位检测管路上从内向外依次设有第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门；所述第三阀门和第四阀门之间设有第一液位变送器；所述第五阀门经异径管连接有第二管道，第二管道与储液腔顶部相连接；

21、所述第二液位检测管路连通储液腔的上下端；所述第二液位检测管路上设有第六阀门和第七阀门，第六阀门和第七阀门之间设有第二液位变送器；

22、所述第三液位检测管路连通储液腔的上下端；所述第三液位检测管路上设有第八阀门和第九阀门，第八阀门和第九阀门之间设有第三液位变送器。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、1、本发明中，鞍座稳固本发明的同时，能够隔绝热量从地面向着内容器传递，内容器用于储存低温液氢，外壳阻挡部分外界热量向内容器传导，通过底部支撑机构加强鞍座与内容器的稳固连接，通过顶部支撑机构和水平支撑机构防止内容器发生旋转，通过轴向限位机构防止内容器发生轴向偏移，通过管路系统实现液氢的安全输送。

25、2、本发明中，第一真空套管座、第二真空套管座、第三真空套管座和第四真空套管座用于将第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆和第四支撑杆的侧部与外部空气隔绝，减少热量从相应的支撑杆传递到内容器内，防止局部点与外部环境的温差较大，会出现局部结霜现象。

26、3、本发明中，管路系统通过排液管输出储液腔中的液氢；通过加液管往储液腔内输送液氢；通过降压管将储液腔内部超压时将上部气体排出，对储液腔内部压强进行调节；通过加压管在储液腔内部负压时为其进行增压，保证排液的效率；通过补气管在排液管增大排液量时，为储液腔内快速增压；通过测满管检测储液腔内是否充满液氢，防止往储液腔过量输送液氢使得液氢泄漏；通过防爆管在储液腔内部压强过大时自动将气体排出；通过第一真空管和第二真空管将隔热外壳内部抽至真空状态，以降低外部热量传导。

技术特征：

1.一种固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，包括鞍座（1），鞍座（1）上固定连接有外壳（2），外壳（2）内放置有用于储存液氢的内容器（3），内容器（3）主体呈圆柱状，内容器（3）前后端呈球形；其特征在于：该贮槽还包括：

2.根据权利要求1所述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，其特征在于：所述底部支撑机构（4）包括固定在鞍座（1）上的承重座（41）和设置在内容器（3）两端的第一刚性支座（42）；所述第一刚性支座（42）下端设有第一环槽（43），第一环槽（43）内连接有第一支撑杆（44），第一支撑杆（44）内部中空；所述承重座（41）上方固定连接有调整座（45），调整座（45）上固定连接有第一安装块（46），第一安装块（46）上方设有第二环槽（47），第二环槽（47）与第一支撑杆（44）下端相连接；所述第一安装块（46）外侧设有第一保护环（48）；所述调整座（45）上设有第一真空套管座（49），第一真空套管座（49）环绕在第一保护环（48）和第一支撑杆（44）的外侧。

3.根据权利要求1所述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，其特征在于：所述顶部支撑机构（5）包括固定设置在外壳（2）上的第二真空套管座（51）和设置在内容器（3）顶部的第二刚性支座（52）；所述第二真空套管座（51）内固定连接有固定限位块（53），固定限位块（53）上第三环槽（54），第三环槽（54）内连接有第二支撑杆（55），第二支撑杆（55）内部中空；所述第二刚性支座（52）上设有第四环槽（56），第四环槽（56）与第二支撑杆（55）的下端相连接。

4.根据权利要求1所述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，其特征在于：所述水平支撑机构（6）包括固定在外壳（2）侧部的第三真空套管座（61）和设置在内容器（3）侧部的第三刚性支座（62）；所述第三真空套管座（61）内固定连接第二安装块（63），第二安装块（63）上设有第五环槽（64），第五环槽（64）内连接有第三支撑杆（65），第三支撑杆（65）内部中空；所述第三刚性支座（62）上设有第六环槽（66），第六环槽（66）与第三支撑杆（65）的另一端相连接；所述第二安装块（63）外侧设有第二保护环（67）。

5.根据权利要求1所述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，其特征在于：所述轴向限位机构（7）包括固定在鞍座（1）两端的第四真空套管座（71）和固定在内容器（3）两端的第四刚性支座（76），第四刚性支座（76）上设有圆槽（77），圆槽（77）内连接有第四支撑杆（72）；所述第四真空套管座（71）内连接有第三安装块（73），第三安装块（73）上设有第七环槽（74），第七环槽（74）与第四支撑杆（72）的另一端相连接；所述第三安装块（73）外侧设有第三保护环（75）。

6.根据权利要求1所述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，其特征在于：所述内容器（3）包括隔热外壳（31），隔热外壳（31）内设有储液腔（32）；所述管路系统（8）包括排液管（10）、加液管（11）、降压管（12）和加压管（13）；所述排液管（10）与储液腔（32）的底部相连通，用于输出储液腔（32）中的液氢；所述加液管（11）与储液腔（32）的上部相连通，用于往储液腔（32）内输送液氢；所述降压管（12）设置在储液腔（32）顶部，用于储液腔（32）内部超压时将上部气体排出，对储液腔（32）内部压强进行调节；所述加压管（13）设置在储液腔（32）底部，当储液腔（32）内部负压时为其进行增压，保证排液的效率。

7.根据权利要求6所述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，其特征在于：所述排液管（10）上设有第一球阀（16）和第一气动切断阀（112），第一球阀（16）靠近储液腔（32）；所述排液管（10）上设有位于第一球阀（16）和第一气动切断阀（112）之间的第一安全阀（101）；所述排液管（10）上连接有位于第一球阀（16）和第一气动切断阀（112）之间的取样管（17），取样管（17）用于连接氢气分析管路和现场氢气取样；所述取样管（17）上设有第十一球阀（18）;

8.根据权利要求6所述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，其特征在于：所述管路系统（8）还包括补气管（26）、测满管（27）、防爆管（28）、第一真空管（14）和第二真空管（15）；所述补气管（26）与储液腔（32）顶部相连接，补气管（26）在排液管（10）增大排液量时，通过补充气体为储液腔（32）内快速增压；所述测满管（27）用于检测储液腔（32）内是否充满液氢，防止往储液腔（32）过量输送液氢使得液氢泄漏；所述防爆管（28）用于在储液腔（32）内部压强过大时自动将气体排出；所述第一真空管（14）和第二真空管（15）用于将隔热外壳（31）内部抽至真空状态，以降低外部热量传导。

9.根据权利要求8所述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，其特征在于：所述补气管（26）上设有第九球阀（29）；所述测满管（27）上设有第十球阀（80）；所述防爆管（28）上设有减压阀（108）；所述第一真空管（14）上设有第一阀门（81）；所述第二真空管（15）上设有第二阀门（82）。

10.根据权利要求8所述的固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，其特征在于：所述管路系统（8）还包括第一液位检测管路（83）、第二液位检测管路（84）和第三液位检测管路（85）；所述第一液位检测管路（83）、第二液位检测管路（84）和第三液位检测管路（85）用于随机检测两路液位信息，并将检测液位信息传送至外部中控室，提高准确率；

技术总结
本发明公开了一种固定式高真空绝热液氢卧式贮槽，包括鞍座，鞍座上固定连接有外壳，外壳内放置有用于储存液氢的内容器，内容器主体呈圆柱状，内容器前后端呈球形；该贮槽还包括：底部支撑机构，设置在内容器与鞍座之间且位于内容器的前后端；顶部支撑机构，设置在内容器顶部且与外壳的顶壁相固定；水平支撑机构，设置在外壳的两侧且与内容器的侧壁相接；轴向限位机构，设置在内容器的两端并与鞍座相连接；管路系统，设置在内容器上且与内容器的内部相通。本发明能够满足液氢储存要求，具有结构稳固，经济实用，制造简单的优点。

技术研发人员：张云栋,陈蕾,王贝贝,李伟良,余铁浩
受保护的技术使用者：杭州杭氧低温容器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23